-- [ Страница 1 ] --
Г.А. Сарданашвили*
Дмитрий Иваненко
великий физик-теоретик XX века.
Научная биография
* http://www.g-sardanashvily.ru
Д.Д. Иваненко. Энциклопедическая справка Дмитрий Дмитриевич Иваненко (1904–1994) – один из великих физиков-теоретиков XX века, профессор кафедры теоретической физики физического факультета МГУ. Его имя навсегда вошло в историю мировой науки в первую очередь как автора протон-нейтронной модели атомного ядра (1932 г.), первой модели ядерных сил (вместе с И.Е. Таммом, 1934 г.) и предсказания синхротронного излучения (вместе с И.Я. Померанчуком, 1944 г.). В 1929 г. Д.Д.
Иваненко и В.А.Фок описали движение фермионов в гравитационном поле (коэффициенты Фока – Иваненко).
Д.Иваненко, П. Дирак и В. Гейзенберг (Берлин, 1958 г.) Д.Д. Иваненко внес фундаментальный вклад во многие разделы ядерной физики, теории поля и теории гравитации: уравнение Иваненко – Ландау – Кэлера для фермионов в терминах антисимметричных тензоров (1928 г.), гипотеза Амбарцумяна – Иваненко рождения массивных частиц (1930 г.), первая оболочечная модель ядра Иваненко – Гапона (1932 г.), расчеты каскадной теории космических ливней (совместно с А.А. Соколовым, 1938), нелинейное обобщение уравнения Дирака (1938 г.), классическая теория синхротронного излучения (совместно с А.А. Соколовым, 1948 – 50 гг.), теория гипер-ядер (совместно с Н.Н.
Колесниковым, 1956 г.), гипотеза кварковых звезд (совместно с Д.Ф. Курдгелаидзе, 1965 г.), модели гравитации с кручением, калибровочная теория гравитации (совместно с Г.А.
Сарданашвили, 1983 г.).
Д.Д. Иваненко опубликовал более 300 научных работ. Его совместная с А.А. Соколовым монография “Классическая теория поля” (1949 г.) была первой книгой по современной теории поля, в которой впервые в монографической литературе излагался математический аппарат обобщенных функций. Под редакцией Д.Д. Иваненко издано 27 монографий и сборников статей ведущих зарубежных ученых, которые сыграли исключительную роль в развитии отечественной науки.
Д.Д.Иваненко был инициатором и одним из организаторов 1-й Советской теоретической конференции (1930 г.), 1-й Советской ядерной конференции (1933 г.) и 1-й Советской гравитационной конференции (1961 г.), инициатором и одним из основателей первого в стране научного журнала “Physikalische Zeitschrift der Sowjetunion” на иностранных языках (1931 г.). Научный семинар Д.Д. Иваненко на физическом факультете МГУ, действовавший на протяжении почти 50 лет, стал одним из центров мировой теоретической физики.
Как своеобразное признание научных заслуг Д.Д. Иваненко, шесть Нобелевских лауреатов оставили свои ставшие знаменитыми изречения на стенах его кабинета на физическом факультете МГУ:
Физический закон должен обладать математической красотой (П. Дирак, 1956) Природа в своей сущности является простой (Х. Юкава, 1959) Противоположности не являются противоречиями, но взаимно дополняют друг друга (Н. Бор, 1961) Время предшествует всему существующему (И. Пригожин, 1987) Физика является экспериментальной наукой (С. Тинг, 1988) Природа самосогласованна в своей сложности (М. Гелл-Манн, 2007) Эта публикация представляет научную биографию Д.Д. Иваненко. Более полную информацию о нем можно найти на сайте http:/webcenter.ru/~sardan/ivanenko.html.
В советское время официально считалось, что из ученых достойными истории являются только академики. Поэтому до сих пор о Д.Д. Иваненко, помимо нескольких юбилейных статей, ничего не опубликовано. Из литературы по истории отечественной физики наиболее выверенным и объективным (насколько это было возможно в условиях государственной и академической цензуры) является биографический справочник: Ю.А. Храмов, Физики (М., Наука, 1983). Вследствие такой цензуры из советских физиков, за редчайшим исключением, в нем присутствуют только академики и член-корреспонденты АН СССР и республиканских Академий наук. В справочнике есть статья о Д.Д. Иваненко и он упоминается в статьях:
"Амбарцумян В.А.", "Гейзенберг В.", "Померанчук И.Я.", "Тамм И.Е.", "Фок В.А.", "Юкава Х".
Научная биография Стиль гения Первые работы (Гамов – Иваненко – Ландау) Коэффициенты Фока – Иваненко Модель ядра (кто и как ошибался) Ядерные силы Ядерные 30-е и 50-е Синхротронное излучение Научный семинар Иваненко Гравитационная школа Иваненко в 60-80-е Список научных публикаций Д.Д. Иваненко Приложение. Хроника жизни Д.Д. Иваненко *Сайт о Д.Д. Иваненко: http://webcenter.ru/~sardan/ivanenko.html Дмитрий Дмитриевич Иваненко родился 29 июля 1904 г. в Полтаве. В 1920 г. окончил гимназию в Полтаве, где получил прозвище “профессор”. В 1920 – 23 гг. – учитель физики в школе, одновременно учился и окончил Полтавский педагогический институт и поступил в Харьковский университет, работая при этом в Полтавской астрономической лаборатории. В 1923 – 27 гг. – студент Ленинградского университета, одновременно работает в Государственном оптическом институте. С 1927 по 1930 г. – аспирант и затем сотрудник Физико-математического института АН СССР. В 1929 – 31 гг. – зав. теоретическим отделом Украинского физико-технического института (УФТИ) в Харькове (в то время столице Украины), зав. кафедрой теоретической физики Механико-машиностроительного института, профессор Харьковского университета. С 1931 по 1935 г. – старший научный сотрудник Ленинградского физико-технического института (ЛФТИ) и с 1933 г. – зав. кафедрой физики Ленинградского педагогического института им. М.В.Покровского. 28 февраля 1935 г. Д.Д. Иваненко был арестован, осужден постановлением ОСО НКВД на 3 года и как “социально опасный элемент” направлен в Карагандинский ИТЛ, но через год лагерь был заменен ссылкой в Томск (за него ходатайствовали Я.И. Френкель, С.И. Вавилов, А.Ф. Иоффе, а реабилитировали его только в 1989 г.). В 1936 – 39 гг. Д.Д. Иваненко – старший научный сотрудник Томского физикотехнического института, профессор и зав. кафедрой теоретической физики Томского университета. В 1939 – 43 гг. – зав. кафедрой теоретической физики Свердловского университета и в 1940 – 41 гг. зав. кафедрой теоретической физики Киевского университета.
С 1943 г. до конца жизни Д.Д. Иваненко – профессор физического факультета МГУ (сначала на полставки), в 1944 – 48 гг. зав. кафедрой физики Тимирязевской сельскохозяйственной академии, а в 1949 – 63 гг. по совместительству старший научный сотрудник Института истории естествознания и техники АН СССР.
Впервые Дмитрий Дмитриевич Иваненко вступил в “клуб” великих физиков в мае 1932 г. (ему было 27 лет), опубликовав в Nature статью , в которой на основе анализа экспериментальных данных предположил, что ядро состоит только из протонов и нейтронов, причем нейтрон является элементарной частицей со спином 1/2, что устраняло так называемую “азотную катастрофу”. Спустя несколько недель В. Гейзенберг тоже опубликовал статью о протон-нейтронной модели ядра, сославшись на работу Д.Д. Иваненко в Nature.
Следует заметить, что до этого доминировала протон-электронная модель атомного ядра, в котором, согласно гипотезе Бора, электрон “теряет свою индивидуальность” – свой спин, а закон сохранения энергии выполняется только статистически. Однако еще в 1930 г. Д.Д.
Иваненко и В.А. Амбарцумян предположили, что электрон рождается при -распаде .
Своего рода признанием научных заслуг Д.Д. Иваненко стало участие целого ряда выдающихся физиков (П.А.М. Дирак, В. Вайскопф, Ф. Перрен, Ф. Разетти, Ф. Жолио-Кюри и др.) в 1-й Всесоюзной ядерной конференции в Ленинграде в 1933 г., инициатором и одним из главных организаторов которой был Д.Д. Иваненко (наряду с А.Ф. Иоффе и И.В. Курчатовым).
Фактически это была первая международная ядерная конференция после открытия нейтрона, опередившая на два месяца 7-й Сольвеевский конгресс в Брюсселе.
Протон-нейтронная модель ядра по-новому поставила вопрос о ядерных силах, которые не могли быть электромагнитными. В 1934 г. Д.Д. Иваненко и И.Е. Таммом была предложена модель ядерных сил путем обмена частицами – парой электрон-антинейтрино . Хотя расчеты показали, что такие силы на 14-15 порядков меньше тех, которые необходимы в ядре, эта модель стала отправной точкой теории мезонных ядерных сил Юкавы, сославшегося на работы Тамма – Иваненко. Примечательно, что модель ядерных сил Тамма – Иваненко считается настолько важной, что в некоторых энциклопедиях ошибочно указано, что И.Е. Тамм (а следовательно и Д.Д. Иваненко) получил Нобелевскую премию именно за ядерные силы, а не за эффект Черенкова.
Еще одним “нобелевским” достижением Д.Д. Иваненко стало в 1944 г. предсказание синхротронного излучения ультрарелятивистских электронов (совместно с И.Я.
Померанчуком) . Это предсказание сразу привлекло внимание, поскольку синхротронное излучение устанавливало жесткий предел (около 500 МэВ) работы бетатрона. Поэтому проектирование и строительство бетатронов было прекращено и в результате перешли к новому типу ускорителей – синхротрону. Первые косвенные подтверждения синхротронного излучения (по уменьшению радиуса орбиты электрона) были получены Д. Блуиттом на бетатроне 100 МэВ в 1946, а в 1947 г. синхротронное излучение, испускаемое релятивистскими электронами в синхротроне, впервые визуально наблюдали в лаборатории Г. Поллака. Уникальные характеристики синхротронного излучения (интенсивность, пространственное распределение, спектр, поляризация) обусловили его широкое научнотехническое применение от астрофизики до медицины, а физический факультет МГУ стал одним из мировых центров исследований синхротронного излучения. Хотя синхротронное излучение – это “стопроцентный” нобелевский эффект, его авторы так и не были удостоены Нобелевской премии: сначала из-за споров между его американскими первооткрывателями, а потом из-за смерти И.Я. Померанчука в 1966 г.
Д.Д. Иваненко внес фундаментальный вклад в развитие многих разделов ядерной физики, теории поля и теории гравитации. Его и В.А.Амбарцумяна идея рождения элементарных частиц легла в основу современной квантовой теории поля и теории элементарных частиц.
Д.Д. Иваненко и Е.Н. Гапон начали развивать оболочечную модель атомного ядра. Он совместно с А.А. Соколовым рассчитал каскадную теорию космических ливней. Вместе с ним же разработал классическую теорию синхротронного излучения (Сталинская премия 1950 г.
совместно с А.А. Соколовым и И.Я. Померанчуком). Вместе с В.А. Фоком построил уравнение Дирака в гравитационном поле (знаменитые коэффициенты Фока – Иваненко) , ставшее одной из основ современной теории гравитации и фактически первой калибровочной теорией, причем со спонтанным нарушением симметрий. Он построил нелинейное обобщение уравнения Дирака, легшее в основу нелинейной теории поля, которую в 50-е годы параллельно разрабатывал Гейзенберг. Развивал тетрадную теорию гравитации (совместно с В.И. Родичевым) и обобщенную теорию гравитации с полем кручения (совместно с В.Н.
Пономаревым, Ю.Н. Обуховым, П.И. Прониным). Разработал калибровочную теорию гравитации как хиггсовского поля (совместно с Г.А. Сарданашвили) .
Характерной чертой научного стиля Дмитрия Дмитриевича Иваненко была его удивительная восприимчивость к новым, подчас "сумасшедшим", но всегда математически выверенным идеям. В этой связи следует напомнить первую работу Д.Д. Иваненко с Г.А. Гамовым по 5мерию (1926 г.); теорию спиноров как антисимметричных тензорных полей (совместно с Л.Д.
Ландау, 1928 г.), известную сейчас как теория Ландау – Кэлера; теорию дискретного пространства-времени Иваненко – Амбарцумяна (1930 г.); теорию гипер-ядер (совместно с Н.Н. Колесниковым, 1956 г.); гипотезу кварковых звезд (совместно с Д.Ф. Курдгелаидзе, г.). Все эти работы не потеряли свою актуальность и продолжают цитироваться.
Похожие работы:
«2013 – 2014 учебный год 1 1. Пояснительная записка Программа по физике для 11а классе физико-математического профиля составлена на основе авторской программы по физике для 10-11 классов общеобразовательных учреждений авторов В.С.Данюшенкова, О.В.Коршуновой (профильный уровень), опубликованной в сборнике Программы общеобразовательных учреждений. Физика. 10-11 классы, Москва, Просвещение, 2010 год. Программа составлена для УМК автора Г.Я.Мякишева. Данный учебно-методический комплект предназначен...»
«ПРЕДИСЛОВИЕ I ВВЕДЕНИЕ. РОЛЬ ИСТОРИИ II НА ПУТИ К НОРМАЛЬНОЙ НАУКЕ Ш ПРИРОДА НОРМАЛЬНОЙ НАУКИ IV НОРМАЛЬНАЯ НАУКА КАК РЕШЕНИЕ ГОЛОВОЛОМОК V ПРИОРИТЕТ ПАРАДИГМ VI АНОМАЛИЯ И ВОЗНИКНОВЕНИЕ НАУЧНЫХ ОТКРЫТИЙ VII КРИЗИС И ВОЗНИКНОВЕНИЕ НАУЧНЫХ ТЕОРИЙ VIII РЕАКЦИЯ НА КРИЗИС IX ПРИРОДА И НЕОБХОДИМОСТЬ НАУЧНЫХ РЕВОЛЮЦИЙ X РЕВОЛЮЦИИ КАК ИЗМЕНЕНИЕ ВЗГЛЯДА НА МИР XI НЕРАЗЛИЧИМОСТЬ РЕВОЛЮЦИЙ XII РАЗРЕШЕНИЕ РЕВОЛЮЦИЙ XIII ПРОГРЕСС, КОТОРЫЙ НЕСУТ РЕВОЛЮЦИИ ДОПОЛНЕНИЕ 1969 ГОДА ПРЕДИСЛОВИЕ Предлагаемая работа...»
«Рекомендовано УМО по классическому университетскому образованию РФ в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 010701 Физика. Москва Издательство МЦНМО 2007 год УДК 53 (023) ББК 22.3я721+74.262.22 Г83 Учебное издание Григорьев Ю. М., Муравьёв В. М., Потапов В. Ф. Г83 Олимпиадные задачи по физике. Международная олимпиада Туймаада: Под ред. Селюка Б. В. М.: МЦНМО, 2007. 160 с.: ил. ISBN 978–5–94057–256–5. Олимпиада Туймаада была организована в...»
«ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ Глава VII Электростатика Упражнение 7.. 67 Глава VIII Законы постоянного тока Упражнение 8... 73 3 www.5balls.ru Глава IХ Магнитное поле Упражнение 9.. 83 Глава Х Электрический ток в различных средах Упражнение 10.. 90 Упражнение 11.. 102 Упражнение 12.. 105 ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ Лабораторная работа №1. 112 Лабораторная работа №2.. 115 Лабораторная работа №3.. 117 Лабораторная работа №4. 119 Лабораторная работа №5. 121 Лабораторная работа №6. 123 Лабораторная работа...»
«СТОХАСТИЧЕСКИЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ Минск БГУ 2009 УДК 519.2 Леваков, А. А. Стохастические дифференциальные уравнения/ А. А. Леваков. Минск: БГУ, 2009. 231 с. ISBN 978-985-518-250-5. В монографии изложена теория стохастических дифференциальных уравнений, являющаяся одним из основных средств исследования случайных процессов. Рассмотрены три раздела теории стохастических дифференциальных уравнений: теоремы существования, теория устойчивости и методы интегрирования. Приведены факты из...»
«Рассмотрена краткая история становления и развития атомного и молекулярного спектрального анализа вещества. Выделены содержание, формы и методы вузовского обучения основам анализа спектров атомов и молекул газов и жидкостей, находящих применение в нефтегазовой промышленности. Оценена дидактическая эффективность изучения на занятиях по физике и химии принципов и методов атомного и молекулярного спектрального анализа на профессиональную подготовку будущих исследователей природы и создателей новых...»
«ВИКТОР БОЧКАРЕВ АЛЕКСАНДР КОЛПАКИДИ СУПЕРФРАУ ИЗ ГРУ Москва ОЛМА-ПРЕСС 2002 ББК 67.401.212 Б 865 Исключительное право публикации книги В. Бочкарева и А. Колпакиди Суперфрау из ГРУ принадлежит издательству ОЛМА-ПРЕСС-Образование. Выпуск произведения или его части без разрешения издательства считается противоправным и преследуется по закону. Художник Бочкарев В. В., Колпакиди А. И. Б 865 Суперфрау из ГРУ. - М.: ОЛМА-ПРЕСС-Образование, 2002. - с.: ил. - (Досье) ISBN 5-94849-085-8 Биография...»
«Государственная идеология и ценности в государственной политике и управлении (к становлению политической аксиологии) Материалы постоянно действующего научного семинара Выпуск № 3 (41) Москва Научный эксперт 2011 УДК 323.2(470+571)(063) ББК 66.3(2Рос),1 Г 72 Научный руководитель семинара: В.И. Якунин, доктор политических наук Соруководители семинара: А.И. Соловьев, доктор политических наук, профессор; С.С. Сулакшин, доктор физико-математических наук, доктор политических наук, профессор Г 72...»
Дмитрий Дмитриевич Иваненко (1904–1994) – один из великих физиков-теоретиков XX века, профессор кафедры теоретической физики физического факультета МГУ.
Имя Д.Д.Иваненко навсегда вошло в историю мировой науки в первую очередь как автора протон-нейтронной модели атомного ядра, первой модели ядерных сил (совместно с И.Е.Таммом) и предсказания синхротронного излучения (совместно с И.Я.Померанчуком).
Д.Д.Иваненко родился 29 июля 1904 г. в Полтаве. В 1920 г. окончил гимназию в Полтаве, где получил кличку «профессор». В 1920-23 гг. – учитель физики и математики в школе, одновременно учился и окончил Полтавский педагогический институт и поступил в Харьковский университет, работая при этом в Полтавской астрономической лаборатории. В 1923-27 гг. – студент Ленинградского университета. С 1927 по 1930 г. – стипендиат и затем научный сотрудник Физико-математического института АН СССР. В 1929-31 гг. – зав. теоретическим отделом Украинского физико-технического института (УФТИ) в Харькове (в то время столице Украины), зав. кафедрой теоретической физики механико-машиностроительного института, профессор Харьковского университета. С 1931 по 1935 г. - старший научный сотрудник Ленинградского физико-технического института (ЛФТИ) и с 1933 г. зав. кафедрой физики Ленинградского педагогического института им. М.В.Покровского. Д.Д.Иваненко 28 февраля 1935 г. был арестован, осужден постановлением ОСО НКВД на 3 года и как «социально опасный элемент» направлен в Карагандинский ИТЛ, но через год лагерь был заменен ссылкой в Томск (сам Д.Д.Иваненко считал, что его спас С.И.Вавилов, а реабилитировали его только в 1989 г.). В 1936-39 гг. Д.Д.Иваненко – старший научный сотрудник физико-технического института, профессор и зав. кафедрой теоретической физики Томского университета. В 1939-42 гг. – зав. кафедрой теоретической физики Свердловского университета и в 1940-41 гг. зав. кафедрой теоретической физики Киевского университета. С 1943 г. до конца жизни Д.Д.Иваненко - профессор физического факультета МГУ, а по совместительству в 1944-48 гг. зав. кафедрой физики Тимирязевской сельскохозяйственной академии и в 1950-63 гг. старший научный сотрудник Института истории естествознания и техники АН СССР.
Впервые Д.Д.Иваненко вступил в «клуб» великих физиков в мае 1932 г. (ему было 27 лет), опубликовав в Nature статью, в которой на основе анализа экспериментальных данных предположил, что ядро состоит только из протонов и нейтронов, причем, нейтрон является элементарной частицей со спином ½, что устраняло так называемую «азотную катастрофу». Спустя несколько недель, Гейзенберг тоже опубликовал статью о протон-нейтронной модели ядра, сославшись на работу Д.Д.Иваненко в Nature . Следует заметить, что до этого доминировала протон-электронная модель атомного ядра, в котором согласно гипотезе Бора электрон «теряет свою индивидуальность» - свой спин, а закон сохранения энергии выполняется только статистически. Однако еще в 1930 г. Д.Д.Иваненко и В.А.Амбарцумян предположили, что электрон рождается при β-распаде. Своего рода признанием научных заслуг Д.Д.Иваненко стало участие целого ряда выдающихся физиков (Дирак, Вайскопф, Перрен, Разетти, Жолио-Кюри и др.) в 1-ой Всесоюзной ядерной конференции в Ленинграде в 1933 г., инициатором и одним из главных организаторов которой был Д.Д.Иваненко (наряду с А.Ф.Иоффе и И.В.Курчатовым). Фактически это была первая международная ядерная конференция, опередившая на два месяца международную конференцию в Брюсселе.
Протон-нейтронная модель ядра по-новому поставила вопрос о ядерных силах, которые не могли быть электромагнитными. В 1934 г. Д.Д.Иваненко и И.Е.Таммом была предложена модель ядерных сил путем обмена частицами – парой электрон-антинейтрино. Хотя расчеты показали, что такие силы на 14-15 порядков меньше тех, которые необходимы в ядре, эта модель стала отправной точкой теории мезонных ядерных сил Юкавы, сославшегося на работы Тамма - Иваненко. Примечательно, что модель ядерных сил Тамма – Иваненко считается настолько важной, что в некоторых энциклопедиях ошибочно указано, что И.Е.Тамм (а следовательно и Д.Д.Иваненко) получил Нобелевскую премию именно за ядерные силы, а не за эффект Черенкова.
Еще одним «нобелевским» достижением Д.Д.Иваненко стало в 1944 г. предсказание синхротронного излучения ультрарелятивистских электронов (соместно с И.Я.Померанчуком). Это предсказание сразу привлекло внимание, поскольку синхротронное излучение устанавливало жесткий предел (порядка 500 МэВ) работы бетатрона. Поэтому проектирование и строительство бетатронов было прекращено и в результате перешли к новому типу ускорителей – синхротрону. Первые косвенные подтверждения синхротронного излучения (по сокращению радиуса орбиты электрона) были получены Блюиттом на бетатроне 100 МэВ в 1946, а в 1947 г. синхротронное излучение, испускаемое релятивистскими электронами в синхротроне, впервые визуально наблюдали в лаборатории Поллака. Уникальные характеристики синхротронного излучения (интенсивность, пространственное распределение, спектр, поляризация) обусловили его широкое научно-техническое применение от астрофизики до медицины, а физический факультет МГУ стал одним из мировых центров исследований синхротронного излучения. Хотя синхротронное излучение – это «стопроцентный» нобелевский эффект, его авторы так и не были удостоены Нобелевской премии – сначала из-за споров между его американскими первооткрывателями, а потом из-за смерти И.Я.Померанчука в 1966 г.
Д.Д.Иваненко внес фундаментальный вклад в развитие многих разделов ядерной физики, теории поля и теории гравитации. Его и В.А.Амбарцумяна идея рождения элементарных частиц легла в основу квантовой теории поля. Д.Д.Иваненко и Е.Н.Гапон начали развивать оболочечную модель атомного ядра. Он совместно с А.А.Соколовым создал каскадную теорию космических ливней. Вместе с А.А.Соколовым разработал классическую теорию синхротронного излучения (Сталинская премия 1950 г. совместно с А.А.Соколовым и И.Я.Померанчуком). Вместе с В.А.Фоком построил уравнение Дирака в гравитационном поле (знаменитые коэффициенты Фока - Иваненко). Предложил первую модель квантования гравитационного поля (совместно с А.А.Соколовым). Построил нелинейное обобщение уравнения Дирака. Развивал тетрадную теорию гравитации (совместно с В.И.Родичевым) и обобщенную теорию гравитации с полем кручения (совместно с В.Н.Пономаревым, Ю.Н.Обуховым, П.И.Прониным). Разработал калибровочную теорию гравитации как хиггсовского поля (совместно с Г.А.Сарданашвили).
Характерной чертой научного стиля Д.Д.Иваненко была его удивительная восприимчивость к новым, подчас ‘сумасшедшим’, но всегда математически выверенным идеям. В этом ряду следует напомнить первую работу Д.Д.Иваненко с Г.А.Гамовым по 5-мерной теории Калуца-Клейна (1926 г.), теорию спиноров как антисимметричных тензорных полей совместно с Л.Д.Ландау (1928 г.) (известную сейчас как теория Ландау - Кэлера), теорию дискретного пространства-времени Иваненко - Амбарцумяна (1930 г.), гипотезу кварковых звезд совместно с Д.Ф.Курдгелаидзе. Все эти работы не потеряли свою актуальность и продолжают цитироваться в настоящее время.
Изданная в 1949 г. (переизданная с дополнениями в 1951 г., и переведенная на ряд языков), книга Д.Д.Иваненко и А.А.Соколова “Классическая теория поля” стала первым современным учебником по теории поля.
Как уже отмечалось, в 1944-48 гг. Д.Д.Иваненко по совместительству был заведующим кафедрой физики Тимирязевской сельскохозяйственной академии и инициатором первых в нашей стране биофизических исследований с изотопными индикаторами (метод меченых атомов), но был уволен после разгрома генетики на печально известной сессии ВАСХНИЛ в 1948 г.
Еще одной характерной чертой научного мышления Д.Д.Иваненко была концептуальность. Начиная с 50-х годов, все его исследования в той или иной мере следовали идее объединения фундаментальных взаимодействий элементарных частиц, гравитации и космологии. Это единая нелинейная спинорная теория (развивавшаяся параллельно Гейзенбергом), теория гравитации с космологической членом, ответственным за вакуумные характеристики, обобщенные и калибровочные теории гравитации и многие другие работы.
Д.Д.Иваненко внес громадный вклад в становление отечественной теоретической физики. Еще в Харькове, он был инициатором и одним из организаторов первых трех Всесоюзных теоретических конференций.
Знаменитый приказ А.Ф.Иоффе №64 от 15.12.1932 г. о создании в ЛФТИ «особой группы по ядру», включая самого А.Ф.Иоффе (руководитель), И.В.Курчатова (заместитель), а также Д.Д.Иваненко и еще 7 человек, положил начало организации советской ядерной физики. Одним из пунктов этого приказа, Д.Д.Иваненко назначался ответственным за работу научного семинара. Этот семинар и уже упоминавшаяся 1-я Всесоюзная ядерная конференция вовлекли в ядерные исследования целый ряд известных физиков (самого И.В.Курчатова, Я.И.Френкеля, И.Е.Тамма, Ю.Б.Харитона и др.). Не без его участия в Ленинграде (ЛФТИ, Государственный радиевый институт) и Харькове (УФТИ) возникли два мощных центра ядерных исследований, с которыми позже стал конкурировать Московский ФИАН под руководством С.И.Вавилова.
Арест, ссылка и война почти на десять лет вырвали Д.Д.Иваненко из активной научно-организационной жизни. В 1961 г. по инициативе и при самом активном участии Д.Д.Иваненко прошла 1-я Всесоюзная гравитационная конференция (председателем Оргкомитета был А.З.Петров, вопрос решался на уровне ЦК КПСС, и конференция задержалась на год из-за возражений В.А.Фока, считавшего ее «преждевременной»). Впоследствии эти конференции стали регулярными и проводились под эгидой созданной по инициативе Д.Д.Иваненко Советской гравитационной комиссии (формально секции гравитации научно-технического совета Минвуза СССР). Д.Д.Иваненко был также среди основателей Международного гравитационного общества и ведущего международного журнала по гравитации “General Relativity and Gravitation”.
Д.Д.Иваненко был инициатором издания и редактором целого ряда переводных книг и сборников наиболее актуальных работ зарубежных ученых. Например, следует упомянуть вышедшие в начале тридцатых годов книги Дирака «Принципы квантовой механики», Зоммерфелда «Квантовая механика», Эддингтона «Теория относительности», а также сборники «Принцип относительности. Г.А.Лоренц, А.Пуанкаре, А.Эйнштейн, Г.Минковский» (1935 г.), «Новейшее развитие квантовой электродинамики» (1954 г.), «Элементарные частицы и компенсирующие поля» (1964 г.), «Гравитация и топология. Актуальные проблемы» (1966 г.), «Теория групп и элементарные частицы» (1967 г.), «Квантовая гравитация и топология» (1973 г.). В условиях определенной недоступности зарубежной научной литературы эти издания дали толчок целым направлениям отечественной теоретической физики, например, калибровочной теории (А.М.Бродский, Г.А.Соколик, Н.П.Коноплева, Б.Н.Фролов).
Нельзя не вспомнить знаменитый теоретический семинар Д.Д.Иваненко, проводившийся на физическом факультете МГУ на протяжении 50 лет. Он проходил по понедельникам, а с конца 60-х годов еще и по четвергам. На нем выступали Нобелевские лауреаты Дирак, Юкава, Нильс и Оге Бор, Швингер, Салам, Пригожин, а также другие известные зарубежные и отечественные ученые. Одним из первых секретарей семинара был А.А.Самарский, с 1960 г. на протяжении 12 лет – Ю.С.Владимиров, с 1973 г. почти 10 лет – Г.А.Сарданашвили, а в 80-х годах – П.И.Пронин. Семинар всегда начинался обзором новейшей литературы, в том числе многочисленных препринтов, получаемых Д.Д.Иваненко из ЦЕРНа, Триеста, ДЕЗИ и других мировых научных центров. Отличительными чертами семинара Д.Д.Иваненко были, во-первых, широкий спектр обсуждавшихся проблем – от теории гравитации до экспериментов по физике элементарных частиц, и, во-вторых, демократизм обсуждения, что было следствием демократического стиля научного общения самого Д.Д.Иваненко. С ним было естественно спорить, не соглашаться, обоснованно отстаивать свою точку зрения. Через семинар Д.Д.Иваненко прошли несколько поколений отечественных физиков-теоретиков из многих регионов и республик нашей страны. Он стал своего рода центром, как сейчас говорят, сетевой системы организации науки, в отличие от иерархической Академии Наук.
Как своеобразное признание научных заслуг Д.Д.Иваненко, пять Нобелевских лауреатов: П.Дирак, Х.Юкава, Н.Бор, И.Пригожин и С.Тинг, оставили свои ставшие знаменитыми изречения на стенах кабинета Д.Д.Иваненко на физическом факультете.
Московский государственный университет отметил юбилей профессора Иваненко, учредив стипендию имени Д.Д.Иваненко для студентов физического факультета.
Д.ф-м.н., ведущий научный сотрудник
кафедры теоретической физики
Г.А.Сарданашвили
[р. 16 (29) июля 1904] - сов. физик. После окончания в 1927 Лен. ун-та работал в ряде научных и учебных ин-тов в Ленинграде, Харькове, Томске, Свердловске, Киеве. С 1943 - проф. Моск. ун-та. С 1949 работает также в Ин-те истории естествознания и техники АН СССР. И. впервые сделал предположение о строении атомного ядра из протонов и нейтронов (1932). Одновременно с И. Е. Таммом заложил основы теории специфич. ядерных сил (1934-36). Совм. с И. Я. Померанчуком и А. А. Соколовым разработал (1944-48) теорию электромагнитного излучения, испускаемого "светящимися" электронами, ускоренными до весьма больших энергий в ускорителях типа бетатрона и синхротрона.
И. предложена также новая линейная матричная геометрия и теория параллельного переноса спинорных волновых функций электрона (развитая им совм. с В. А. Фоком), позволившая обобщить квантовое ур-ние Дирака на случай наличия тяготения.
Совм. с А. А. Соколовым занимался решением ур-ний каскадной теории космич. ливней, учетом силы лучистого трения, квантовой теорией гравитации и др. Соч.: Классическая теория поля (Новые проблемы), 2 изд., М.-Л., 1951 (совм. с А. А. Соколовым);
Квантовая теория поля, М.-Л., 1952. Иваненко, Дмитрий Дмитриевич (р. 29.VII.1904) - советский физик-теоретик, доктор физико-математических наук. Р. в Полтаве.
Окончил Ленинградский ун-т (1927). Работал в Ленинградском физико-техническом ин-те. В 1929-31 - зав. теоретическим отделом Харьковского физико-технического ин-та, затем - в вузах Ленинграда, Томска, Свердловска и Киева. С 1943 - профессор Московского ун-та. Работы относятся к квантовой теории поля, теории ядра, синхротронному излучению, единой теории поля, теории гравитации, истории физики.
Совместно с В. А. Фоком, обобщив уравнение Дирака на случай тяготения, разработал теорию параллельного переноса спиноров (1929), с В. А. Амбарцумяном развил теорию дискретного пространства-времени (1930). В 1932 установил протонно-нейтронную модель ядра, рассматривая нейтрон как элементарную частицу, и указал, что при бета-распаде электрон рождается подобно фотону.
Совместно с Е. Н. Гапоном начал разработку оболочек протонов и нейтронов в ядрах. С И. Е. Таммом показал возможность взаимодействия через частицы, обладающие массой покоя, и заложил основы первой полевой нефеноменологической теории парных (электронно-нейтринных) ядерных сил (1934). Предсказал (1944) совместно с И. Я. Померанчуком синхротронное излучение, испускаемое релятивистскими электронами в магнитных полях, и разработал с А. А. Соколовым его теорию (Государственная премия СССР, 1950). Установил (1938) нелинейное спинорное уравнение.
Разрабатывал нелинейную единую теорию, учитывающую кварки и субкварки.
Развивал калибровочную теорию гравитации, учитывающую наряду с кривизной также кручение.
Его ученики: В. И. Мамасахлисов, М. М. Мирианашвили, А. М. Бродский, Н. Гулиев, Д. Ф. Курделаидзе, В. В. Рачинский, В. И. Родичев, А. А. Соколов и др. Соч.: Классическая теория поля / Д. Д. Иваненко, А. А. Соколов. - 2-е изд., М.; Л., Гостехиздат, 1951; Квантовая теория поля / А. А. Соколов, Д. Д. Иваненко. - М.; Л., Гостехиздат, 1952; Исторический очерк развития общей теории относительности. - Тр. Ин-та истории естествознания и техники, 1957, т. 17, с. 389-424. Лит.: Развитие физики в СССР. - М., Наука, 1967, 2 кн. Иваненко, Дмитрий Дмитриевич Род. 1904, ум. 1994. Физик, специалист в области теории ядерных сил, синхротронного излучения.
Академик С.С. ГерштейнИнститут физики высоких энергий, Протвино
Кризис электронно-протонной модели ядра
Следует напомнить современному читателю,
насколько фундаментальными были упомянутые открытия и с каким трудом
они были получены. В то время, согласно модели Э.Резерфорда,
считалось, что ядра состоят из протонов и электронов. В основе
данной модели лежали два экспериментальных факта: при ядерных
реакциях с α-частицами из ядер вылетают протоны, а в радиоактивном
β-распаде - электроны. В соответствии с классическими
представлениями о составной системе ядро и должно было, казалось,
состоять из этих частиц.
Квантовая механика и
принцип неопределенности сразу поставили модель Резерфорда под
сомнение.
Во-первых, из соотношений
неопределенности следовало, что для удержания электронов в пределах
ядра необходимы необычайно большие силы, которые, согласно опытным
данным, отсутствовали. Но если электронов там нет, почему из ядер
при β-распаде они вылетают? О том, что атомные ядра не могут
содержать электронов, свидетельствовало также измерение магнитных
моментов ядер, которые оказались в тысячи раз меньше магнитного
момента электрона.
Во-вторых, выяснилось, что
в модели Резерфорда для некоторых ядер нарушается
квантовомеханическое правило связи спина и статистики. Так, в ядре
азота 7
N 14
,
согласно данной модели, должно было содержаться 14 протонов и 7
электронов, т.е. 21 частица со спином 1/2. В соответствии с
квантовой механикой ядро
7
N 14
должно было иметь полуцелый спин и подчиняться статистике
Ферми-Дирака. Экспериментальное же изучение интенсивности
вращательных спектров молекулы N 2
доказывало, что ядра азота подчиняются статистике Бозе-Эйнштейна,
т.е. имеют целый спин (который оказался равным 1). Возникший
парадокс был даже назван “азотной катастрофой”.
Чтобы от него избавиться, выдвигались даже гипотезы о неприменимости
квантовой механики к ядру и делались попытки построить для ядерных
явлений новую теорию. В этом отношении решающее значение имела
работа Гамова, трактующая α-распад как квантовомеханический
туннельный переход через кулоновский барьер и тем самым впервые
показавшая, что квантовая механика применима и к ядерным процессам.
Однако две вышеуказанные трудности остались, и к ним следовало
добавить третью: непрерывный спектр электронов в процессах
β-распада, свидетельствующий, что в отдельных актах β-распада
некоторая неопределенная часть энергии ядерного превращения как бы
“теряется”.
Для решения этих проблем
Н.Бор предположил, что
электроны, попадая в ядра, “теряют свою индивидуальность” и свой
собственный момент - спин, а закон сохранения энергии выполняется
только статистически, т.е. может нарушаться в отдельных актах
β-распада. В рамках таких представлений
В.А.Амбарцумян и Д.Д.Иваненко высказали смелую гипотезу:
β-электрон (потерявший свою индивидуальность и не существующий в
ядре) рождается в самом процессе β-распада . Вот как говорил об
этом Дмитрий Дмитриевич на Всесоюзной ядерной конференции,
состоявшейся в 1933 г. в Ленинграде с участием виднейших советских и
иностранных физиков, в том числе
П.А.М.Дирака ,
Ф.Жолио-Кюри ,
Ф.Перрена и др.: “Еще
в 1930 г. на основании теории дырок Дирака была высказана мысль, что
в ядре вовсе нет электронов. Испускание же β-частиц было предложено
толковать как их “рождение” по аналогии с излучением фотонов”.
И
далее: “Появление электронов, позитронов и пр. следует трактовать
как своего рода рождение частиц, по аналогии с излучением светового
кванта, также не имевшего индивидуального существования до
испускания из атома”
.
Для современного читателя должно быть ясно, что
гипотеза Амбарцумяна и Иваненко о возможности рождения и
исчезновения не только фотонов, но и любых частиц в результате их
взаимодействий лежит в основе современной теории элементарных
частиц.
Нейтрон как элементарная частица со спином 1/2
Надо сказать, что именно идея о возможности
рождения β-электронов в процессе β-распада позволила Иваненко
предположить, что ядра состоят из протонов и нейтронов. Но его
гипотеза содержала и другое, не менее важное предположение, о
котором пойдет речь ниже. У физиков моего поколения, не читавших
оригинальных работ и не знакомых с дискуссиями, происходящими,
например, на Ленинградской конференции, сложилось мнение, что после
открытия
Дж.Чедвиком нейтрона
ничего не стоило предложить нейтронно-протонную модель ядра. Короче
говоря, это мог сразу сделать любой физик. История убеждает, однако,
что не сразу и не любой, поскольку создатель квантовой механики
В.Гейзенберг предложил ту же модель вторым, после Иваненко,
сославшись на него. Но и после работ Иваненко и Гейзенберга многое
оставалось неясным. Об этом свидетельствует хотя бы дискуссия на
упомянутой выше Ленинградской конференции 1933 г., состоявшейся уже
после открытия нейтрона.
Вопрос о строении
ядра находился в центре внимания конференции. В докладе Перрена,
например, наряду с протонно-нейтронной моделью ядра, рассматривалась
возможность того, что протон состоит из нейтрона и позитрона
(поскольку Чедвик ошибочно счел массу нейтрона меньшей, чем масса
протона) или нейтрон состоит из протона и электрона (поскольку,
согласно измерениям Жолио-Кюри, масса нейтрона оказывалась большей,
чем масса протона). Такие модели вызывали вопрос о спине частиц. Но
авторы ссылались на гипотезу Бора о потере электроном своей
индивидуальности и, возможно, своего спина. Что же касается спина
нейтрона, уже в первой своей работе Иваненко предположил, что он
равен 1/2. Это очевидным образом устраняло “азотную катастрофу”:
ядро азота 7
N 14
, состоящее из 7 протонов и 7 нейтронов, должно было
быть бозоном, как и следовало из опыта.
Надо
заметить, что предположение о наличии в ядре нейтральных частиц со
спином 1/2 (присутствие которых может ликвидировать “азотную
катастрофу”) содержалось уже в известном письме
В.Паули , где он в 1930 г. высказал гипотезу о существовании
некой нейтральной частицы, вылетающей из ядра вместе с β-электроном,
ускользающей от наблюдения и обеспечивающей выполнение закона
сохранения энергии в β-распаде. Другими словами, Паули отождествлял
нейтральную частицу, вылетающую при β-распаде, с частицей, входящей
в структуру ядра (т.е. с еще не открытым нейтроном). Именно из таких
соображений Паули приписал ей спин 1/2. Эта гипотеза позволяла
обеспечить выполнение закона сохранения не только энергии, но и
момента. Вскоре Паули отказался от мысли, что входящая в ядро
нейтральная частица со спином 1/2 в ядре и есть та частица, которая
вылетает из ядра, поскольку экспериментальные данные давали для
последней очень маленькую массу, сравнимую с массой электрона. После
открытия нейтрона Э.Ферми назвал эту частицу “нейтрино” (или
“нейтрончик”, в переводе с итальянского).
Главным в короткой заметке Иваненко была не только мысль, что
нейтроны являются структурными элементами ядра, но и предположение,
что они могут рассматриваться как элементарные частицы со спином
1/2. “Наибольший интерес представляет вопрос, насколько нейтроны
можно рассматривать как элементарные частицы (чем-то подобные
протонам или электронам)”,
- писал он. А в другой работе
уточнял: “Мы рассматриваем нейтрон не как систему электрона и
протона, но как элементарную частицу. Это вынуждает нас трактовать
нейтроны как частицы, обладающие спином 1/2 и подчиняющиеся
статистике Ферми-Дирака”.
К той же самой
идее приходит Гейзенберг :
“Опытами Кюри и Жолио при истолковании их Чедвиком установлено, что
в строении ядер важную роль играет новая фундаментальная
элементарная частица - нейтрон. Это наводит на мысль, что атомные
ядра построены из протонов и нейтронов и не содержат электронов”,
- пишет он и сразу же приводит ссылку на работу Иваненко . Но
Гейзенберг идет дальше: предполагая сходство нейтрона и протона при
их взаимодействии в ядре, он вводит изотопическое пространство,
позволившее рассматривать протон и нейтрон как различные состояния
нуклона.
“Нейтрон в той же степени
элементарен, как и протон”,
- произносит Дмитрий Дмитриевич на
Ленинградской конференции. Данная фраза как нельзя лучше
соответствует современным представлениям, когда ни протон, ни
нейтрон не считаются элементарными, так как состоят соответственно
из uud-
и
udd-
кварков. На той же конференции Иваненко в качестве развития
нейтронно-протонной модели ядра выдвигает предложенную им совместно
с Е.Н.Гапоном концепцию ядерных оболочек, сыгравшую
фундаментальную роль в ядерной физике, вплоть до современного
открытия Ю.Ц.Оганесяном
и др. в Объединенном институте ядерных исследований острова
стабильности ядер с Z>112. Он замечает: “На кривой массовых
дефектов относительно протонов и нейтронов (а не
a
-частиц) можно отметить некоторые более или менее резкие
минимумы (“кинки”), которые были в старой модели отмечены
Зоммерфельдом. Эти скачки должны указывать на преимущественную
стабильность данного элемента, и является заманчивым рассматривать
ядра по аналогии с внешней оболочкой состоящими из заполненных слоев
протонов и нейтронов, оставляя в стороне
a
-частицы: минимумы и будут указывать на образование
заполненных слоев”.
Надо сказать, что
сразу же после открытия нейтрона Дмитрий Дмитриевич стал одним из
первых энтузиастов в изучении структуры ядра. Он совместно с
И.В.Курчатовым ,
М.П.Бронштейном и др. вошел в созданную
А.Ф.Иоффе группу
ядерной физики и был секретарем семинара, который начал работать в
отделе Курчатова.
Слабое и сильное взаимодействия
Приняв протонно-нейтронную модель атомных
ядер, не содержащих электронов, необходимо было объяснить, за счет
каких сил нейтрон, не обладающий электрическим зарядом, удерживается
в ядре. (Впрочем, такой же вопрос возникал и для протонов.) Тогда,
напомним, были известны только электромагнитные и гравитационные
силы. В гипотезе о вылетающей из ядра частице Паули наделил свою
частицу (нейтрон = нейтрино) магнитным моментом, полагая, что за
счет него эта частица может удерживаться в ядре. Он даже рассчитывал
на регистрацию нейтрино по слабой ионизации, вызываемой его
магнитным моментом в веществе. Гейзенберг предложил другую модель:
нейтрон может виртуально испускать упакованный в нем, согласно
гипотезе Бора, электрон (потерявший свой спин) и этот электрон может
удерживать вместе нейтрон и протон, подобно атомам в молекулярном
ионе H 2
+
. Аналогичным образом, взаимодействие двух нейтронов он
предполагал осуществляющимся через два виртуальных электрона, как
взаимодействие протонов в молекуле H 2
.
При всем несовершенстве модель Гейзенберга содержала очень ценную
мысль, что силы взаимодействия нуклонов имеют обменный характер.
Данная идея в дальнейшем сыграла важнейшую роль.
В нейтронно-протонной модели ядра необходимо было также решить
проблему β-распада, т.е. появления электрона и нейтрино, не
содержащихся в ядре. Это сделал
Э.Ферми , осмелившийся в
1933 г. допустить, что помимо электромагнитного и гравитационного
взаимодействий существует особое короткодействующее
четырехфермионное взаимодействие, приводящее в ядрах к превращениям
n → p + e –
+ ν
или p → n + e + + ν",
т.е. нейтрона (n) в протон (p) с испусканием β – –
электрона и антинейтрино n или протона в нейтрон с испусканием β +
– позитрона и нейтрино n. Такая теория β-распада прекрасно описала
наблюдающийся спектр электронов, а по времени жизни β-активных ядер
оказалось возможным оценить константу G F , определяющую
величину β-взаимодействия.
Непосредственно сразу же за работой Ферми
И.Е.Таммом и Д.Д.Иваненко была независимо высказана гипотеза
о том, что короткодействующее взаимодействие между нейтроном и
протоном в ядре может осуществляться за счет обмена парой
электрон-антинейтрино по схеме
n → p+ (e – ν") и (e – ν") + p →n (см. рисунок). Обменное взаимодействие между нейтроном n и протоном p, возникающее согласно идее Тамма и Иваненко благодаря β-силам. Нейтрон n(1), испуская электрон e – и антинейтрино ν", превращется в протон p(2), а протон p(1), поглощая электрон и антинейтрино - в нейтрон n(2) (а). Протон p(1), испуская позитрон e + и нейтрино ν, превращается в нейтрон n(2), а нейтрон n(1), поглощая пару (e + ν) - в протон p(2). GF - константа, характеризующая β-силы (б).
Предпринятые авторами оценки, основанные на экспериментально определенной константе β-взаимодействия G F , показали, однако, что силы, возникающие между нуклонами за счет обменных β-взаимодействий, оказываются на 14-15 порядков меньше тех, которые необходимы для удержания нуклонов в атомном ядре. Казалось бы, авторов постигла неудача. Но работы Тамма и Иваненко стимулировали японского физика Х.Юкаву , сославшегося на эти работы, выдвинуть новую гипотезу. Юкава предположил, что взаимодействие между нуклонами происходит посредством обмена неизвестной ранее заряженной частицей, массу которой он предсказал, исходя из известного экспериментально радиуса действия ядерных сил (см. рисунок).
Ядерные силы, которые возникают согласно гипотезе Юкавы в результате обмена p-мезонами. Нейтрон n(1), испуская отрицательно заряженный π – -мезон, превращается в протон p(2), а протон p(1), поглощая π – -мезон, − в нейтрон n(2) (а). Протон p(1), испуская положительный π + -мезон, превращается в нейтрон n(2), а нейтрон n(1), поглощая π + -мезон, - в протон p(2) (б). Взаимодействие нуклонов путем обмена нейтральным π 0 -мезоном обеспечивает вместе с обменом заряженными пионами зарядовую независимость ядерных сил (в); g − константа, характеризующая величину взаимодействия между нуклонами и пионом.Она получилась равной около 300 масс электрона, т.е. лежащей между массами электрона и протона. Поэтому ее назвали мезоном. Что же касается силы неизвестного взаимодействия мезонов с нуклонами, то ее можно было оценить, исходя из требуемой величины ядерных сил. Безразмерная константа этого взаимодействия g 2 /ћ c оказалась примерно на три порядка больше, чем безразмерная константа электромагнитного взаимодействия α = e 2 /ћ c → 1/137. Так возникло понятие сильного взаимодействия, отличающегося на 14-15 порядков от слабых β-сил. Установление данного различия сыграло фундаментальную роль в дальнейшем развитии физики элементарных частиц после открытия мезонов, странных частиц, их распадов и взаимодействий.
И вполне справедливо этот результат отнесен к важнейшим открытиям в физике частиц.
О синхротронном излучении и новых идеях
В последующие годы Дмитрий Дмитриевич активно
развивал мезонную теорию ядерных сил, хотя для процессов сильного
взаимодействия существовавший аппарат теории возмущений не позволял
получить надежные результаты, и занимался построением оболочечной
модели ядра. Важное значение имела работа, выполненная в 1929 г.
совместно с В.А.Фоком ,
обобщающая уравнение Дирака на случай присутствия гравитационного
поля. В совместной работе Д.Д.Иваненко и
И.Я.Померанчука
было предсказано, что в создаваемых ускорителях высокой энергии -
синхротронах - должно наблюдаться (в том числе в световом диапазоне)
излучение электромагнитных волн, испускаемых электронами, которые
движутся в магнитном поле. После того как это “магнитно-тормозное
излучение” (предсказанное еще в 1912 г. А.Шоттом) было
экспериментально открыто на электронных синхротронах, в мировую
литературу прочно вошел термин “синхротронное излучение”. Этот
термин употребляется сейчас и для электромагнитного излучения,
порождаемого электронами в магнитных полях различных космических
объектов. Оно позволяет получить ценнейшие сведения о процессах,
происходящих в космическом пространстве, с помощью методов радио- и
гамма-астрономии. Теория синхротронного излучения была развита в
сотрудничестве Д.Д.Иваненко с А.А.Соколовым и его учениками, хорошо
владевшими (в отличие от Иваненко) математическим аппаратом. За эти
работы Иваненко, Померанчук и Соколов получили в 1950 г.
Государственную (Сталинскую) премию. В дальнейшем синхротронное
излучение и эффекты, связанные с ним, приобрели очень важное
значение для техники электронных ускорителей высоких энергий и
коллайдеров. Наиболее крупные успехи в использовании синхротронного
излучения были достигнуты учеными из Института ядерной физики в
Новосибирске. Именно из-за потерь энергии на синхротронное излучение
проекты будущих электронных ускорителей-коллайдеров, рассчитанных на
энергию в несколько тысяч ГэВ, предусматривают создание
многокилометровых линейных, а не кольцевых, ускорителей. Широкое
распространение в мире получило создание специальных электронных
ускорителей в качестве источников направленного почти
монохроматического рентгеновского излучения для рентгеноструктурного
анализа конденсированных сред, биологических объектов, а также для
использования в прикладных целях, например, создания элементов
микроэлектроники.
Обладая большой физической
интуицией, Дмитрий Дмитриевич сразу замечал самые интересные и
перспективные среди новых направления физики и широко рекламировал
их, издавая в русском переводе сборники основных статей, посвященных
этим направлениям. Он, по-видимому, одним из первых в нашей стране
оценил новейшее развитие электродинамики в конце 1949 г. и выпустил
два сборника, содержащих переводы основных работ
Ю.Швингера ,
Р.Фейнмана ,
Ф.Дайсона
и др. Точно так же отреагировал он на возникновение калибровочных
теорий, издав сборник “Элементарные частицы и компенсирующие поля”.
В начале 30-х годов под редакцией Иваненко вышли переводы на русский
язык книг П.Дирака “Принципы квантовой механики” и
А.Зоммерфельда
“Квантовая механика”. Иваненко активно участвовал в организации
конференций по актуальным вопросам физики: в 30-е годы по физике
ядра, а в последующие годы - по вопросам гравитации. Работая
профессором физического факультета МГУ, он твердо защищал квантовую
механику и теорию относительности от наскоков ретроградов и невежд,
пользующихся большой поддержкой партийных бюрократов факультета,
обвинявших эти науки в буржуазном идеализме.
К сожалению, большое негативное влияние на жизнь и научную
деятельность Иваненко оказала его ссора с большинством друзей
молодости, в том числе с Таммом, Фоком и в особенности с Ландау, с
которым они стали непримиримыми врагами. Дело осложнялось известным
противостоянием руководства физического факультета МГУ с
академической наукой. Используя лозунги о необходимости борьбы с
буржуазным “физическим идеализмом” и соблюдении “принципа
партийности” в науке, верхушке физфака удалось изгнать с факультета
выдающихся ученых, таких как И.Е.Тамм, Г.С.Ландсберг и др. В
результате всего этого Дмитрий Дмитриевич оказался изолированным от
академической науки, и у него, всегда внимательно следившего за
появлением новых идей и легко подхватывавшего их, не оказалось, за
редким исключением, коллег, способных на адекватном уровне эти идеи
развивать. Одним из таких исключений были уже упоминавшиеся
исследования по синхротронному излучению. За совместную с Иваненко
работу Ландау даже “отлучил” Померанчука на некоторое время от
участия в своем семинаре. Из-за противостояния АН СССР-МГУ и
некоторых поступков самого Дмитрия Дмитриевича представители
академической науки перестали цитировать его работы (или цитировали
недостаточно полно, не подчеркивая, по мнению Иваненко, его
приоритет в создании модели нейтронно-протонного строения ядра). С
другой стороны, в борьбе за свой приоритет Дмитрий Дмитриевич
неблаговидно повел себя в идеологических кампаниях конца 40-х годов,
направленных против “философского идеализма” и “космополитизма”
(подробнее об этих драматических событиях см. ). О подобных
фактах нельзя умолчать, если мы хотим иметь объективное, правдивое
освещение истории отечественной науки, которая развивалась в
условиях тоталитарного режима, господствовавшего тогда в нашей
стране. Вместе с тем, именно в этих целях следует отдать должное
работам и открытиям Д.Д.Иваненко, вошедшим в фундамент современной
физики элементарных частиц и атомного ядра.
Литература
Семья
Из семьи учителя гимназии Д.А. Иваненко. Первым браком Д.Д. Иваненко был женат на Ксении Федоровне (дев. Корзухина), внучке русского живописца-передвижника А.И. Корзухина. Одновременно с Иваненко была выслана из Ленинграда сначала в Оренбург, затем в Томск, где работала врачом Томской инфекционной больницы им. Сибирцева. Их дети: дочь Марьяна (родилась в 1931), историк-археолог, кандидат исторических наук; сын Михаил. Вторым браком – на Римме Антоновне Куликовой (родилась в 1941), филологе по образованию. Сестра Иваненко Оксана (1906–1997) являлась переводчиком и известной детской украинской писательницей.
Детство, студенческие годы
Среднее образование получил в Полтавской 1-й гимназии, которую окончил в 1920 г. В 1920–1923 гг. работал библиотекарем, затем учителем физики и математики в трудовой школе. Начинал учиться в Полтавском и Харьковском институтах народного образования. В 1923 г. поступил на физическое отделение физико-математического факультета Петроградского (Ленинградского) университета и окончил его в 1927 г. Защитил дипломную работу “Новый вывод уравнения Шредингера”. Будучи студентом, избирался председателем студенческого научного кружка и написал свои первые научные работы: совместно с Г.А. Гамовым по 5-мерной теории Калуцы-Клейна, с Л.Д. Ландау по проблемам релятивистской квантовой механики. В 1926 г. работал лаборантом в Ленинградском оптическом институте.
Ленинградский период деятельности (1927–1935 гг.)
После окончания института с 1 сентября 1927 г. – стипендиат им. академика В.А. Стеклова, с 1 октября 1928 г. – вычислитель, с 1 ноября 1929 г. – научный сотрудник 2-го разряда в Физико-математическом институте им. В.А. Стеклова АН СССР в Ленинграде. В эти годы он сотрудничал с известными впоследствии отечественными физиками М.П. Бронштейном, В.А. Амбарцумяном, Л.Д. Ландау, Г.А. Гамовым, В.А. Фоком. Тогда же сформировался интерес Д.Д. Иваненко к проблемам фундаментальной теоретической физики. С 1 мая 1929 г. по 5 октября 1931 г. – старший физик в Украинском научно-исследовательском физико-техническом институте в Харькове. По совместительству с 1 декабря 1930 г. по 1 марта 1931 г. состоял профессором физики и заведующим кафедрой теоретической физики физико-механического факультета Харьковского механико-машиностроительного (бывшего технологического) института, читал лекции в Харьковском университете и институте марксизма. Утвержден в звании профессора президиумом Высшего совета народного хозяйства (ВСНХ) УССР (1931). Один из главных организаторов и редактор издававшегося в Харькове на иностранных языках первого советского научного “Физического журнала Советского Союза”.
Слева направо: в первом ряду Д.Д. Иваненко, Л. Розенфельд, во втором ряду Ю.Б. Румер; в первом ряду Н. Бор, Л.Д. Ландау, Я.И. Френкель, во втором ряду В.А. Амбарцумян, Р. Вильямс; во втором ряду В.А. Фок; в первом ряду И.Е. Тамм (2-я Всесоюзная конференция по теоретической физике, Харьков, 1934)
С 20 октября 1931 г. по 1 марта 1935 г. – старший научный сотрудник Ленинградского физико-технического института. По совместительству с 1 февраля 1933 г. по 28 февраля 1935 г. – профессор, заведующий кафедрой физики Ленинградского педагогического института им. М.Н. Покровского. В 1933–1935 гг. читал лекции в Днепропетровском и Ереванском университетах. В 1932–1935 гг. состоял внештатным редактором теоретического отдела Ленинградского отделения Государственного технико-теоретического издательства, выпускавшего в то время до 75% всех книг по физике на русском языке. Д.Д. Иваненко перевел, отредактировал и снабдил примечаниями около 10 книг (В. Гейзенберга, Л. Бриллюэна, А. Зоммерфельда А. Эддингтона и др.).
Работа в Томском университете
В 1935 г. был арестован по делу С.М. Кирова и постановлением ОСО НКВД от 4 марта того же года был осужден на три года и как “социально опасный элемент” выслан из Ленинграда в Карагандинский исправительно-трудовой лагерь. Новым постановлением ОСО от 31 декабря 1935 г. Д.Д. Иваненко был направлен в ссылку в Томск до конца срока.
Д.Д. Иваненко в Томске после лагеря (1936)
Преподавательская деятельность в Томском университете
После отъезда из Томска
В апреле 1938 г. Д.Д. Иваненко обратился с письмом к Е.П. Пешковой в Комитет помощи политзаключенным с ходатайством способствовать возвращению в Ленинград.
Полемика Д.Д. Иваненко с И.Е. Таммом (справа внизу)
Д.Д. Иваненко и Нильс Бор в кабинете Д.Д. Иваненко (1961)
В послевоенные годы Д.Д. Иваненко занимался единой теорией поля, основывающейся на нелинейном спинорном уравнении с псевдовекторным членом. Им впервые была высказана идея существования в общей системе элементарных частиц кванта гравитационного поля – гравитона, возможность его превращения в другие частицы. Стоял у истоков космической физики, теории происхождения космической материи, пространства и времени. Инициатор применения ядерной физики, изотопов и радиации в биологии и сельском хозяйстве. Важное значение для развития отечественной теоретической физики имели опубликованные в начале 1950-х гг. монографии, написанные Д.Д. Иваненко совместно с А. А. Соколовым, “Классическая теория поля” и “Квантовая теория поля”.
Иваненко Дмитрий Дмитриевич
В 1960-е гг. Д.Д. Иваненко вел интенсивную научную, научно-методическую и организационную деятельность по развитию и координации гравитационных исследований в стране. По его инициативе в 1961 г. была созвана первая советская гравитационная конференция, положившая начало серии советских, затем российских гравитационных конференций. В начале 1960-х организовал секцию гравитации Министерства высшего и среднего специального образования СССР, просуществовавшую до 1980-х гг. В конце 1980-х на ее основе была создана Российская гравитационная ассоциация (РГА). С 1944 г. и вплоть до последних дней жизни Д.Д. Иваненко на физическом факультете МГУ действовал основанный им семинар теоретической физики, оказавший огромное влияние на развитие отечественной теоретической физики.
Д.Д. Иваненко в своем кабинете 4-59 на физфаке МГУ (1987 г.)
На нем обсуждались такие проблемы, как размерность, топология и дискретность пространства-времени, возможности выхода за рамки римановой геометрии, составлявшей основу эйнштейновской теории гравитации, дискутировались проблемы квантования гравитации. Параллельно с этим обсуждались вопросы квантовой теории поля и физики элементарных частиц. На семинаре Д.Д. Иваненко выступили крупнейшие физики мира: Н. Бор, П. Дирак, Х. Юкава, Дж. Уилер и др. Многие заседания семинара проходили на квартире Д.Д. Иваненко на Ленинских горах. В период работы в Физико-техническом институте в Ленинграде руководил семинаром по атомному ядру, объединявшим всех ленинградских физиков, работой аспирантов в области атомного ядра. Вместе с А.А. Соколовым исследовал и определил характеры сил, действующих между частицами в ядре, разрабатывал вопросы приложения квантовой механики к вопросам физики твердого тела. Был гордым, независимым и в то же время очень добрым человеком.
(. Закон взаимодействия тяжелых частиц // Труды
Источники и литература
- Большая советская энциклопедия. 3-е изд. 1972. Т. 10;
- Страна свершений и открытий. Наука. Техника. Культура: Факты. Документы / Авторы-составители Е. Рябчиков, Л. Данилов. М., 1967;
- Храмов Ю. А. Физики: Биографический словарь. Киев, 1977;
- Храмов Ю. Физики. М., Наука, 1983;
- Репрессии 30–40-х гг. в томском крае. Томск, 1991;
- Памяти профессора Д.Д. Иваненко // Известия вузов. Физика. 1995. № 4;
- Konopleva N.P. On D.D. Ivanenko // Gravity Papticles and space – time / Ed.P. Pronin and G. Sardanashvily. Singapore; N. Jersey; L.; Hong Kon, 1996;
- Физики о физике и физиках. Томск, 1998;
- Майер Г.В., Фоминых С.Ф. Д.Д. Иваненко в Томске (1936-1939 гг.) // Вестник Томского государственного университета. 2008. № 307. С. 71-76 ;
- Сарданашвили Г.А. Дмитрий Иваненко – суперзвезда советской физики. Ненаписанные мемуары. М., ЛИБРОКОМ, 2010.
Галерея изображений
