Как родилась релятивистская ядерная физика

(Опубликовано в сборнике «Исследования по истории физики и механики. 2011» / Ин-т истории естествознания и техники им. С.И. Вавилова РАН, М.: Физматлит, 2011. – 384 с.)

Дубненский синхрофазотрон, пущенный в 1957 году, оставался рекордным в мире c энергией протонов в 10 Гэв около трёх лет.  Утрата первенства в мире по энергии частиц заставила решать, что делать с ускорителем, чтобы эксперименты на нем оставались конкурентоспособными.

Расчеты показывали, что энергию синхрофазотрона можно было увеличить до 15 ГэВ на нуклон, но по сравнению с новыми ускорителями это было мало привлекательно [1. С. 30]. Действительно, в 1959 году в ЦЕРН начал работать ускоритель на энергию 30 Гэв, в 1960 году на ту же энергию в Брукхэвене (США), в 1967 году должны были ввести в действие ускоритель под Серпуховом на энергию 70 Гэв, в США строился ускоритель на энергию 300 Гэв. А вот в отношении интенсивности у синхрофазотрона были хорошие перспективы, так как он имел самую большую апертуру – размер вакуумной камеры 2 х 0,4 м. Теоретически это давало возможность при энергии инжекции порядка 70 МэВ ускорять до 10¹⁴ протонов в импульсе. Ни один ускоритель в мире не мог иметь таких проектных данных по полному току ускоренного протонного пучка [2. С. 49].

С самого начала работы синхрофазотрона задача повышения интенсивности постоянно находилась в поле зрения ускорительщиков, так как это имело фундаментальное значение для прогресса в экспериментальных исследованиях. В момент пуска синхрофазотрона в 1957 году интенсивность составляла 10⁷ протонов в импульсе. В результате постоянных усовершенствований, включая создание нового инжектора ЛУ-9, на январь 1964 года средняя интенсивность составила 1,9 х 10¹⁰ протонов в импульсе [3. С. 183]. В 1964 году В.И. Векслером, директором Лаборатории высоких энергий Объединённого института ядерных исследований (ЛВЭ ОИЯИ), в которой располагался синхрофазотрон, было принято решение о создании инжектора на энергию 20 МэВ (ЛУ-20). Этот инжектор в дальнейшем должен был обеспечить интенсивность порядка 10¹² и тем самым поставить синхрофазотрон вровень со всеми ускорителями мира. К созданию нового инжектора приступили сразу же. К январю 1967 года в Центральных экспериментальных мастерских ОИЯИ уже был готов вакуумный танк этого ускорителя. Была сконструирована и изготовлена в ЛВЭ система трубок дрейфа [2. С. 50].

Тогда же, в январе 1967 года, на XXI сессии Ученого совета ОИЯИ вплотную был поставлен вопрос о будущем физики высоких энергий в Дубне [2. С. 244–247]. В этой связи рассматривались два вопроса: 1) сотрудничество с Серпуховом, т. е. возможность проведения на новом ускорителе дубненскими физиками своих экспериментов, 2) перспективы ЛВЭ в Дубне, т. е. создания в Дубне своей современной базы для исследований в области физики высоких энергий. В отношении последнего Н.Н. Боголюбовым, директором ОИЯИ, было замечено, что уже раньше рассматривался вопрос о создании в ОИЯИ на базе синхрофазотрона Пи-мезонной и К-мезонной фабрик. В этой связи в 1966 году  дирекция ОИЯИ обращалась к странам-участницам с просьбой решить вопрос об источниках финансирования этой работы, но ни одна из них не отозвалась положительно на этот счёт, в результате чего дирекция ОИЯИ была вынуждена прекратить все проектные работы в этом направлении [2. С. 26].

В целом в то время дирекцией ОИЯИ поддерживалась тенденция развития в ОИЯИ физики низких энергий (Лаборатория нейтронной физики (ЛНФ) и Лаборатория ядерных реакций (ЛЯР)). И это направление в неявной форме конкурировало с физикой высоких энергий. Дубна же изначально была создана в основном как центр физики высоких энергий, и, по мнению таких ученых, как М. Даныш (Польша) и К. Ланиус (ГДР), перспективы развития в Дубне должны были бы быть обеспечены именно в этом направлении [2. 245–246].

При обсуждении этой проблемы в январе 1967 года на XXI сессии Учёного совета ОИЯИ венгерский учёный Пал признал для ОИЯИ ясной перспективу развития в области физики средних и низких энергий. А в отношении физики высоких энергий он высказал опасение, что в дальнейшем ОИЯИ в этой области не сможет выполнять свою роль, поэтому реконструкция синхрофазотрона, по его мнению, всё-таки должна была произойти в направлении создания К-мезонной фабрики и одновременного использования технических возможностей этого ускорителя для ускорения многозарядных ионов [2. С. 247–248]. В отношении последнего заметим, что  еще в 1959 году Г. Грин в своей статье, посвященной ускорителю синхрофазотронного типа [4. С. 292], писал, что ускорять дейтроны, альфа-частицы и многозарядные ионы на таком ускорителе позволила бы простая перестройка электрооборудования. Но первоначально этого не делалось, так как внимание физики элементарных частиц в то время было сосредоточено на изучении соударений отдельных нуклонов.

Окончательное решение судьбы синхрофазотрона: быть ли ему в дальнейшем К-мезонной фабрикой или стать ускорителем тяжелых ионов до высоких энергий, или и то и другое вместе, зависело от технических проектов, которые по решению январской 1967 года сессии Ученого совета и Комитета полномочных представителей (КПП) должна была оценить экспертная комиссия весной 1967 года [2. С. 247].

Совещание этой комиссии под председательством чехословацкого ученого профессора И. Улеглы состоялось в апреле 1967 года в Протвино [5. С. 8–10]. На нем присутствовало 29 человек, среди которых были представители от всех стран-участниц ОИЯИ. Всем членам совещания заранее были предоставлены материалы о перспективах развития исследований в ЛВЭ в области физики высоких энергий, связанных с предлагаемой модернизацией синхрофазотрона, и предложения о реконструкции синхроциклотрона ЛЯП. Совещание сочло необходимым развивать исследования в области физики высоких энергий в ОИЯИ по двум путям: а) создание современной базы для исследований в области физики высоких энергий в самом Институте; б) постановка и проведение экспериментов на ускорителе 70 ГэВ в Серпухове.

На совещании были заслушаны шесть докладов, из которых развитию физики высоких энергий в ЛВЭ и реконструкции синхрофазотрона были посвящены два: директора ЛВЭ И. В. Чувило и польского физика профессора Е. Пневского из Варшавского университета. Доклад И. В. Чувило назывался «Перспективы развития исследований в Лаборатории высоких энергий, связанные с предлагаемой модернизацией синхрофазотрона». В нем был предложен вариант повышения интенсивности пучка синхрофазотрона до 10¹⁴  протонов в импульсе. Из обстоятельного доклада
Е. Пневского «Гиперядерная спектроскопия при использовании высокоинтенсивных пучков К-мезонов» следовало, что для синхрофазотрона более перспективным вариантом в сравнении с ускорением тяжелых ионов, являлся вариант протонной фабрики, предлагаемый ЛВЭ.

В итоге совещание экспертов в своем решении единогласно поддержало предложение ЛВЭ об увеличении интенсивности пучка синхрофазотрона до 10¹⁴ протонов в импульсе. В связи с этим оно полностью одобрило программу работ по развитию синхрофазотрона, разработанную в ЛВЭ в отделе синхрофазотрона, которая и была отражена в докладе  И.В. Чувило. В соответствие с этой программой в текущем пятилетии (1966-1970 гг.) планировали завершить создание инжектора ЛУ-20, который должен был обеспечить интенсивность 10¹² протонов в импульсе, и разработать методику высокоэффективного вывода пучка из ускорителя [5].

Вывод пучка из ускорителя в самую первую очередь был связан с тем, что при интенсивности 10¹² по нормам радиационной безопасности нельзя было использовать внутренние мишени. Поэтому надо было либо делать бетонную защиту вокруг ускорителя, либо осуществить достаточно полный вывод пучка в соответствующий экспериментальный зал. Оценкой защиты занималась комиссия под председательством П.К. Маркова, сотрудника из Болгарии [7. С. 243]. Проект бетонного саркофага для ускорителя оказался очень дорогим (по тем временам 25 млн. рублей). Тогда от глобальной защиты отказались, ориентируясь на так называемый «медленный» вывод пучка. К тому времени на синхрофазотроне уже был осуществлен более легкий  «быстрый» вывод пучка, который обеспечивал 80% выведенного пучка. Медленный вывод не только должен был обеспечить более 90% выведенного пучка, но и способствовать регистрации частиц электронными методами. Более того, при работе над медленным выводом не надо было останавливать ускоритель, что потребовалось бы при сооружении саркофага [7. С. 245].

Кроме того, экспертной комиссией предлагалось к середине 1969 года разработать физическое обоснование по реконструкции синхрофазотрона для поднятия интенсивности до 10¹³  и 10¹⁴ протонов в импульсе, а также представить проектные соображения по этому вопросу. Разделение задачи повышения интенсивности на две ступени было вызвано тем, что интенсивность 10¹³ можно было получить без существенных изменений системы инжекции и вообще узлов ускорения. Достижение 10¹⁴ требовало совсем другого подхода к решению проблемы [8. С. 54].

С отчетным докладом об итогах работы экспертной комиссии на XXII сессии Ученого совета в июне 1967 года выступил ее председатель профессор И. Улегла [6. С. 8–10]. При обсуждении этого доклада Г.Н. Флеров выразил сожаление, что существовавшие в то время ускорители протонов на большие энергии, которые достигали нескольких ГэВ, не обеспечивали ускорения тяжелых ионов, включая альфа-частицы. По его мнению, решение экспертной комиссии лишало ОИЯИ возможности продуктивно работать в той области, в которой в то время никто еще не работал. А именно в этом и была изюминка. Он призывал оценить на основе научной интуиции, что можно было бы получить на протонах при интенсивности 10¹⁴, на дейтерии и тяжелых ионах. И тут же признавался, что в данном случае «интуиция не столь велика, но попытаться нужно и можно» [6. С. 14].

И. В. Чувило же предпочел вариант протонного ускорителя с большой интенсивностью и объяснил это тем, что в лабораториях стран-участниц такое научное направление в то время было традиционным. А то, что предлагал Флеров, касалось поворота к другим проблемам ядерной физики [6. С. 15].

Однако Г. Н. Флерова поддержал В. П. Джелепов и предложил дополнительно рассмотреть вариант ускорения тяжелых ионов на синхрофазотроне [6. С. 15]. Но всеобщей поддержки эта идея не получила – было ясно, что ускорение тяжелых ионов на синхрофазотроне привлекательно лишь тем, что до сих пор в мире никто этого не делал. Повышение же интенсивности способствовало проведению уже вполне определенных экспериментов, в частности, предлагаемых Е. Пневским.

В  результате обсуждения Ученый совет одобрил решение комиссии экспертов по рассмотрению перспектив  развития физики высоких энергий в ОИЯИ и посчитал, что комиссия представила вполне конкретные рекомендации, и поэтому необходимость в запланированном втором заседании комиссии в 1967 году отпала.

Таким образом, казалось, что в июне 1967 года будущее синхрофазотрона и развитие физики в ЛВЭ было определено достаточно четко. Был выдвинут целый ряд очень интересных идей, как идти к интенсивности 10¹⁴, и эту программу предполагалось вынести на Ученый совет в конце 1968 года. Но она так и не была реализована. Связано это было со следующими обстоятельствами.

Пока на Ученых советах решалась судьба синхрофазотрона, на нем продолжалась текущая научная работа. В 1967 году сотрудник ЛВЭ В.И. Мороз, вдохновленный результатами исследований np-взаимодействий с помощью пропановой камеры, в которых пучки нейтронов получались при облучении мишени ускоренными протонами, решил использовать для экспериментов пучок нейтронов, полученный в результате стриппинга. Процесс стриппинга, то есть обдирка с ускоренных дейтронов протонов, давал возможность сформировать пучок нейтронов с относительно небольшим разбросом импульсов, что способствовало более успешному изучению процесса np-взаимодействий [9, 10].

В связи с этим Мороз предложил начальнику отдела синхрофазотрона Л.П. Зиновьеву реализовать ускорение дейтронов. Задача с интересом была принята, так как еще в 1957 году сразу после пуска синхрофазотрона Зиновьев говорил В.И. Векслеру о необходимости продумывать на будущее возможности ускорения кроме протонов и других частиц (что должно быть интересно для физиков-экспериментаторов) [Частное сообщение Зиновьева]. Но в то время Векслер категорически не поддержал это предложение, мотивируя тем, что сначала надо дать возможность физикам поработать с новыми протонными пучками. Предложение Мороза было первым реальным заказом со стороны физиков ускорить новые частицы.

Однако в дирекции ЛВЭ во главе с И.В. Чувило, который возглавил Лабораторию в сентябре 1966 года после смерти В.И. Векслера, не все единодушно положительно отнеслись к предложению Мороза, так как оно уводило с уже твердо намеченного пути развития синхрофазотрона, определённого экспертной комиссией. Например, И.Н. Семенюшкин, заместитель Чувило, говорил: «Им (то есть отделу синхрофазотрона) надо запретить заниматься не только ускорением дейтронов, но и думать об этом!» [Частное сообщение Л.П. Зиновьева]. Позже и другие сотрудники ЛВЭ подтвердили автору статьи такую позицию Семенюшкина. Хотя сам Чувило отнесся к задаче с пониманием [Частное сообщение Л.П.Зиновьева и В.И. Мороза].

Так как первоначально задача ускорения дейтронов не получила официальной поддержки, то команда энтузиастов в составе В.И.Мороза, Ю.Д.Безногих, Л.П.Зиновьева, Г.С.Казанского и А.И.Михайлова начала делать ее внепланово. Руководил работой Л.П. Зиновьев [9].

К середине 1968 года Ю.Д. Безногих, А.И. Михайловым и Г.С. Казанским были выполнены необходимые расчеты и успешно проведены первые эксперименты на линейном ускорителе ЛУ-9 [10].

Решение этой задачи совпало со сменой директора ЛВЭ. В середине 1968 года сначала и.о. директора, а потом и директором был назначен А.М. Балдин в связи с переходом И.В. Чувило на должность директора ИТЭФ в Москве. До этого Балдин был сотрудником ФИАН в Москве. Как новый человек в Лаборатории, Балдин, естественно, первоначально придерживался директивного курса развития ЛВЭ, принятого ранее, и не проявил интереса к «сторонней» задаче с дейтронами, начатой еще до его прихода в Лабораторию [Частное сообщение В.И. Мороза]. А тем временем в 1969 году пучок ускоренных дейтронов уже был получен на выходе линейного ускорителя, и на очереди была задача его ускорения в синхрофазотроне.

В.И. Мороз, как потенциальный пользователь будущих пучков дейтронов, был заинтересован в реализации этой задачи, поэтому он сказал Балдину, что если это не будет сделано, он будет вынужден предложить ее другому институту. Только после этого Балдин выделил время работы на ускорителе для продолжения экспериментов, причем в отпускное летнее время, когда плановый график работы синхрофазотрона был довольно свободен [Частное сообщение Мороза].

В итоге, вопреки сопротивлению администрации Лаборатории и сугубо техническим подводным камням, 5 сентября 1970 года был получен пучок ускоренных дейтронов с интенсивностью 0,9х10¹⁰ частиц в импульсе.

Месяцем позже ускоренные дейтроны были выведены из камеры синхрофазотрона методом «быстрого» вывода, разработанного в секторе И.Б. Иссинсксго, и на выведенном пучке группой К.Д. Толстова было проведено первое облучение ядерных эмульсий [9]. Тогда же были проведены предварительные эксперименты по ускорению альфа-частиц, и шла работа по увеличению интенсивности их пучка [11].

Таким образом, в октябре 1970 года работа по ускорению и выводу дейтронов на синхрофазотроне была успешно завершена. Об этом той же осенью на XXIX сессии Ученого совета ОИЯИ было доложено Балдиным, где он сам признал, что «…тема с дейтронами не пользовалась большим приоритетом, шла на энтузиазме людей…» [12. С. 80] и подчеркнул, что В.И. Мороз «толкал эту проблему с большой силой и с большим упорством»  [12. С. 71].

В 1970 году авторский коллектив (Ю.Д.Безногих, Л.П.Зиновьев, И.Б.Иссинский, Г.С.Казанский, А.И.Михайлов, В.И.Мороз, Н.И.Павлов, Г.П.Пучков) за работу ускорения дейтронов был удостоен премии ОИЯИ  [13,  С. 12].

Как же развивались события в Лаборатории после ускорения дейтронов и альфа-частиц? А дальше произошло непредвиденное – как только реально на синхрофазотроне были ускорены эти частицы, Балдин проявил большой интерес к ускорению в дальнейшем и более тяжелых ядер. То, что в апреле 1967 года было единогласно отвергнуто экспертной комиссией, Балдин, пользуясь своими полномочиями директора лаборатории и поддержкой директора ОИЯИ в то время Н.Н. Боголюбова, взял на вооружение для дальнейшего развития Лаборатории высоких энергий.

Хотя, собственно говоря, ничего удивительного в таком выборе не было. Когда все хорошо шло по ранее намеченному плану, зачем было отступать в сторону? Но когда вопреки плану группа энтузиастов сделала то, что открывало путь в совсем неизведанную область, почему этим не воспользоваться? В науке часто отдается предпочтение новому, хотя это вовсе не является залогом значительных открытий. Задачу получения интенсивности 10¹⁴  еще только предстояло решать в будущем, а здесь был готов путь, к которому уже раньше призывали такие известные ученые, как Пал, Флёров, Джелепов.

Ускорение многозарядных ионов на синхрофазотроне обещало сделать этот ускоритель уникальным. Открывались новые возможности в изучении ядерной физики, которые А.М. Балдин определил, как «изучение систем коллективных частиц, движущихся со скоростями, близкими к скорости света. При этом надо учитывать структуру этих частиц». По его мнению, в то время это была очень интересная и важная проблема теории [12]. Новое направление А.М.  Балдин назвал релятивистской ядерной физикой (РЯФ). Оно было поддержано в первую очередь Г.Н. Флёровым, а также Д.И. Блохинцевым, Б.М. Понтекорво, М.Г. Мещеряковым, В.П. Джелеповым.

Поддержка  Флёровым особенно понятна – еще в бытность директором ЛВЭ И.В. Чувило Флёров с Ю.Ц. Оганесяном приходили к нему с просьбой рассмотреть возможности ускорения на синхрофазотроне  многозарядных ионов. Тогда же Оганесян пытался вдохновить на ускорение многозарядных ионов ускорительщиков Серпухова и Еревана, но тщетно [Частное сообщение Ю.Ц. Оганесяна]. Вряд ли Балдин, будучи первоначально противником ускорения дейтронов на синхрофазотроне по причине отсутствия у него интереса к физике релятивистских ядер, сам бы развернул Лабораторию в новом направлении, не имея такой мощной инициативы со стороны Флерова. Да, несомненно, Георгий Николаевич Флёров является главным инициатором целенаправленных исследований в области релятивисткой ядерной физики. Сам А.М. Балдин и в своих работах, и в своих выступлениях не раз отмечал это. Например, в его отчётном докладе на XXXV сессии Учёного совета прозвучало, что «релятивистские ядра, на что нас подвинул Флёров (выделено – Л.З.), имеют прямое отношение к физике частиц» [14. С. 41]. Однако официально имя Г.Н. Флёрова, как инициатора развития в Дубне релятивисткой ядерной физики, не звучит. Например, в фундаментальной  книге «Дубна – остров стабильности», выпущенной к 50-летию ОИЯИ в разделе «Релятивистская ядерная физика» [15, С. 173–189] имя Г.Н. Флёрова не упомянуто вообще!

Флёров хотел, чтобы новое направление развивалось, и поэтому всячески идейно помогал Балдину на первых порах. Именно по совету Флёрова в отделе синхрофазотрона В.А Мончинским был создан лазерный источник легких ядер [33].

Хочется обратить внимание на следующее. В «Вестнике Российской Академии Наук» [16, С. 687] и юбилейном сборнике, посвященном 70-летию А.Б. Балдина [17, С. 2], читаем: «По инициативе и под руководством А.М. Балдина в ОИЯИ возникло новое научное направление – релятивистская ядерная физика. Для развития экспериментальных исследований в этой области дубненский синхрофазотрон был преобразован в первый в мире ускоритель релятивистских ядер». Такая трактовка соответствует ситуации, когда телегу ставят впереди лошади. Ускоритель был преобразован не потому, что того требовало новое научное направление Балдина, а наоборот: сначала ускорительщики ускорили дейтроны до релятивистских скоростей, а потом Балдин как директор, стал думать, что же с этим делать.

Выше было сказано, что дейтроны были впервые ускорены на синхрофазотроне по предложению В.И. Мороза. Подробности этой работы В.И. Мороз описал в статье «Ускорение дейтонов на синхрофазотроне ОИЯИ» [9] (заметим, что дейтон и дейтрон – синонимы). Так как Балдин никакого участия в работе не принимал, то, естественно, в статье нет ни единого упоминания его фамилии. Однако, учитывая все-таки полученное его разрешение на завершение работы, он был поставлен соавтором в препринте [11]. А так как по алфавиту Балдин оказался первым, то дальше дело дошло до курьёза. В своих обзорных статьях по релятивистской ядерной физике [18, 19] он с лёгкостью писал, что «ускорение дейтронов на дубненском синхрофазотроне показало, что принципиальных трудностей для получения пучков сложных ядер вплоть до релятивистских энергий нет». И при этом делал ссылку на упомянутый препринт [11] в общепринятой сокращённой форме следующим образом: «А.М. Балдин и др.» Чисто психологически у непосвященного читателя сразу складывается впечатление, что Балдин имел самое непосредственное отношение к этой работе. Ему и в голову не может прийти, что и автор идеи В.И. Мороз, и все, кто осуществлял по-настоящему работу, находятся в «др.», а сам Балдин к работе не имеет прямого отношения. Более того, первоначально не поддержал её, посчитав неперспективной. В своих научных журнальных обзорах А.М. Балдин ни разу не упомянул никого из реальных участников этой работы.

В юбилейном сборнике, посвященном 75-летию А.М. Балдина [20], упомянутый препринт [11] репродуцируется без всяких комментариев, как одна из его основополагающих работ, сделанных в ЛВЭ!

Со временем роль В.И. Мороза в ускорении дейтронов в ОИЯИ официально предали полному забвению. Например, в книге «Дубна – остров стабильности», выпущенной к 50-летию ОИЯИ, читаем [15, С. 174]: «Академик А.М. Балдин, будучи директором ЛВЭ, … возглавил создание нового направления – релятивисткой ядерной физики (РЯФ).

В его статье «Масштабная инвариантность …»  [21] была высказана новая идея о возможности существования  в ядрах коллективных эффектов…

Для проверки этой идеи на синхрофазотроне ЛВЭ были ускорены дейтроны и поставлен эксперимент по поиску коллективного эффекта в ядрах, который получил название «ядерный кумулятивный эффект»».

Из этого текста по закону восприятия русского языка однозначно следует, что дейтроны были впервые ускорены на синхрофазотроне для проверки идеи Балдина о кумулятивном эффекте. Хотя, как было сказано выше, на самом деле, это не так!

До ускорения дейтронов на синхрофазотроне у А.М. Балдина не было ни одной(!) научной теоретической работы, ориентирующей физиков-экспериментаторов на релятивистскую ядерную физику. Теоретическая работа «Масштабная инвариантность…» [21], упомянутая выше, стала самой первой работой Балдина, связанной с этим направлением. Она появилась в январе 1971 года в сборнике «Краткие сообщения по физике», издаваемом ФИАН, то есть уже после успешного ускорения на синхрофазотроне дейтронов и альфа-частиц. Это та работа, в которой Балдин сделал предсказание кумулятивного эффекта, причём, зная уже о реальной возможности ускорения на синхрофазотроне альфа-частиц, то есть ядер гелия. Об этом свидетельствует фраза в работе: «…на дубненском синхрофазотроне, рассчитанном на получение протонов с энергией 10 ГэВ, можно получить ядра гелия с энергией 20 ГэВ…». Однако, что интересно, нет ссылки, на основании чего это написано! То есть, нет ссылки на первую основополагающую печатную работу по преобразованию синхрофазотрона в ускоритель релятивистских ядер,  где среди авторов  нет фамилии Балдина [10]. А именно эта работа стала предвестником возникновения релятивистской ядерной физики.

В 1971 году кумулятивный эффект впервые был обнаружен в экспериментах на синхрофазотроне группой под руководством В.С. Ставинского [22].

Отношение к этому результату среди физиков далеко неоднозначное.  Многие считают, что подобное явление, только при более низких энергиях (675 МэВ), уже наблюдалось в 1957 году в экспериментах на синхроциклотроне Лаборатории ядерных проблем (ЛЯП), проводимых группой под руководством М.Г. Мещерякова [23]. Именно поэтому профессор А.В. Ефремов считает, что у истоков релятивистской ядерной физики стоял М.Г. Мещеряков [24]. В своем мнении А.В. Ефремов далеко не одинок.

Достоверно известно, что в момент написания своей работы по масштабной инвариантности Балдин знал о работе группы Мещерякова, но почему-то не упомянул ее. Поэтому его предсказание могло считаться таковым лишь для случая наблюдения уже известного явления, но при других условиях, а не как предсказание какого-то принципиально нового явления. А так как значительная часть физиков считает, что суть явления, наблюдаемого в экспериментах групп Мещерякова и Ставинского, одна и та же, то понятно, почему результат экспериментов группы Мещерякова в 1979 году с приоритетом от 1.07.1957 был зарегистрирован открытием, а Ставинского – нет [25, С. 227].

В дальнейшем А.М. Балдину не раз указывали на прямую взаимосвязь между работами Ставинского и Мещерякова в том, что в обоих случаях наблюдался кумулятивный эффект. Он с этим не соглашался, но так ни разу и не выступил в печати с возражениями. Последователи Балдина продолжают игнорировать работу группы Мещерякова. Вопрос о взаимосвязи работ Мещерякова и Ставинского так и остаётся до сих пор открытым – пока нет работы, в которой бы чётко и ясно он был рассмотрен.

В начале 1970-х годов релятивистская ядерная физика только зарождалась, и её будущее было достаточно неопределённым. Но уже в 1973 году Балдин чётко выделил ряд проблем, которые должны были решаться новым направлением [26]:

1) исследование столкновений релятивистских ядер в связи с построением теории сильных взаимодействий;

2) изучение кумулятивного эффекта. Это было  интересно с точки зрения повышения энергии частиц в ускорителях за счёт высокоэнергетических вторичных частиц. Однако в дальнейшем из-за малой их интенсивности от этой идеи отказались;

3) изучение прохождения релятивистских многозарядных частиц через вещество. Это интересно с точки зрения получения сведений о составе и природе космического излучения, о радиационной безопасности космонавтов и космических аппаратов;

4) исследования с помощью пучков релятивистских ядер ряда медико-биологических проблем, включая онкологию. (В то время такими исследованиями уже активно с 1971 года занимались в США на «Бэватроне» [Частное сообщение Ю.Ц. Оганесяна]).

Наряду с релятивистской ядерной физикой в ЛВЭ остались прежние основные направления: бинарные реакции, электромагнитная структура элементарных частиц, множественное образование частиц, но уже к 1975 году новое направление стало лидирующим. Правда, с 1981 года лидерство перешло к спиновой физике, в которой в течение последующих двадцати лет были получены значительные результаты.

Нельзя сказать, что все единодушно приняли релятивистскую ядерную физику. Некоторые полагали, что переход к изучению релятивистской ядерной физики есть «сползание от физики частиц к ядерной физике» [14. С. 42]. Балдин же в течение первых нескольких лет упорно доказывал состоятельность нового направления и был убежден, что оно ещё себя покажет. Возражая скептикам, он говорил, во-первых, «очень трудно указать такую проблему физики элементарных частиц, которую нельзя было бы изучать с помощью релятивистских ядер. Во-вторых, хорошая ядерная физика много лучше плохой физики высоких энергий» [14. С. 42].

Для укрепления позиций нового направления Балдин организовал ежегодный международный семинар, который получил неофициальное название «Балдинская осень». После смерти Балдина в 2001 году этому семинару под названием «Релятивистская ядерная физика и квантовая хромодинамика» было присвоено имя А.М. Балдина. Сейчас он проводится один раз в два года. Релятивисткой ядерной физикой начали заниматься в США, Франции, Японии.

При каждом удобном случае А.М. Балдин доказывал своим оппонентам положительный момент релятивистской ядерной физики – для целого ряда задач исследование столкновения релятивистских ядер на синхрофазотроне эквивалентно исследованию взаимодействий элементарных частиц при энергии 300 ГэВ. Такая точка зрения была убедительна не для всех. Разногласия по поводу релятивисткой физики, на наш взгляд, правильно оценил Д.И. Блохинцев: «…дело, в конце концов, заключается не в том, какие ядра ставятся, а КТО смотрит на эти ядра и КТО думает о том, что там получается» [14. С. 60].

Возросший интерес к релятивистской ядерной физике благодаря первым успешным исследованиям в этой области на синхрофазотроне, вдохновил Балдина на создание в ЛВЭ специального ускорителя многозарядных ионов – нуклотрона [26]. С точки зрения ускорения частиц в нуклотроне нет ничего нового – это известный тип циклического ускорителя с жесткой фокусировкой, предназначенный для ускорения ядер по методу, уже апробированному на синхрофазотроне. То, что в целях экономичности эксплуатации нуклотрона используются сверхпроводники, тоже нет ничего принципиально нового, так как к моменту предложения построить новый ускоритель, уже были известны работы, посвященные новым в то время ускорителям на сверхпроводниках,  как в Советском Союзе, так и за границей [26].

Но в сравнении с синхрофазотроном конструкция вакуумной системы нуклотрона должна была обеспечить ускорение ядер вплоть до урана, в то время как вакуумная система синхрофазотрона не позволяла получать сколько-нибудь значимые интенсивности пучков ядер тяжелее неона [26].

В период создания нуклотрона о нём в Дубне много говорили в местных СМИ и в научных кругах – он должен был заменить синхрофазотрон с заметно лучшими характеристиками.

Физический пуск нуклотрона состоялся в 1993 году. Его создание шло с большим трудом – сначала в экономическом плане мешали перестроечные времена, потом постоянно были проблемы с интенсивностью и стабильностью работы.

В 1993 году при сообщении на 73-ей сессии Учёного совета ОИЯИ о пуске нуклотрона А.М. Балдин заявил, что «синхрофазотрон закроют, как только пучки нуклотрона станут не хуже его пучков» [27. С. 56]. Почти 10 лет синхрофазотрон по существу выручал коллектив ускорительщиков, работавших на нуклотроне. Однако на страничке ЛВЭ в интернете в тот период можно было прочитать: «С запуском и развитием нуклотрона в 90-х годах возникают качественно новые возможности для изучения свойств атомных ядер. Отечественная физика, наука стран-участниц ОИЯИ получила мощную основу для первоклассных исследований по физике сильных взаимодействий». Синхрофазотрон закрыли в 2002 году, хотя пучки нуклотрона так и не достигли его параметров. Первые несколько лет работы нуклотрона правда о нём хранилась, как военная тайна. Но потом уже открыто в докладах серьёзных конференций (например, доклад директора ОИЯИ А.Н. Сисакяна в 2007 году на конференции в Дубне, посвящённой 100-летию В.И. Векслера) стали говорить о его недостатках, особенно о маленькой интенсивности, что значительно затрудняло проводить физические эксперименты на должном уровне. Физики ностальгически вспоминали эксперименты на синхрофазотроне.

В 1997 году за цикл работ «Создание и развитие дубненского ускорительного комплекса «Синхрофазотрон – нуклотрон»; разработка и осуществление программы физических исследований по релятивистской ядерной физике» А.М. Балдин единолично был удостоен премии имени В.И. Векслера [25. С. 53]. Несколько слов о получении этой премии.

Довесок в виде «программы физических исследований» был здесь лишним, так как премия имени Векслера присуждается 4 марта один раз в три года, начиная с 1994 года, только за выдающиеся достижения в области ускорительной техники. Поэтому серьёзное обсуждение работы, представленной на премию, могло идти только в русле заслуг Балдина именно в отношении синхрофазотрона и нуклотрона. Состояние нуклотрона на момент представления к премии, как было показано выше, было отнюдь не премиальным. Заслуги Балдина в развитии синхрофазотрона были чётко прописаны в ходатайстве академика М.А. Маркова, которое было представлено им в Президиум Российской Академии наук для  поддержания цикла работ Балдина [17. С. 26–27].

Из ходатайства узнаём, что «А.М.Балдин предложил (это закреплено соответствующими публикациями) реконструкцию ускорителя (синхрофазотрона –  Л.З.), основанную на создании систем медленного вывода, развитии систем инжекции… Под руководством А.М.Балдина синхрофазотрон был преобразован в первый в мире ускоритель релятивистских ядер…».

Посмотрим, каково же реальное участие Балдина в работах, перечисленных Марковым.

1) Создание нового инжектора (ЛУ-20). Работа была начата в 1964 году [28. С. 9]. В 1974 году её авторский коллектив (И.М.Баженова, Ю.Д.Безногих, М.А.Воеводин, Л.П.Зиновьев, И.И.Карпов, Л.Г.Макаров, В.А.Мончинский, В.А.Попов, И.Н.Семенюшкин, Ю.В.Смирнов) был удостоен премии ОИЯИ [13. С. 16] .

2) Медленный вывод ускоренного пучка из синхрофазотрона. Работа была начата в 1967 году [29. С. 4]. В 1972 году её авторский коллектив (Б.В.Василишин, В.И.Волков, Л.П.Зиновьев, И.Б.Иссинский, С.В.Калёнов, Е.М.Кулакова, С.А.Новиков, Б.Д.Омельченко, Н.И.Павлов, В.Ф.Сиколенко) был удостоен премии ОИЯИ [13. С. 14].

3) Ускорение и вывод пучка дейтонов из синхрофазотрона, т.е. перевод синхрофазотрона из режима протонного ускорителя в режим ускорителя релятивистских ядер. Работа была начата в 1967 году [10]. В 1970 году авторский коллектив (Ю.Д.Безногих, Л.П.Зиновьев, И.Б.Иссинский, Г.С.Казанский, А.И.Михайлов, В.И.Мороз, Н.И.Павлов, Г.П.Пучков) был удостоен премии ОИЯИ [13. С. 12].

В ходатайстве М.А. Маркова особенно поражает слово «предложил», так как из выше представленной информации о всех трёх работах хорошо видно, что все они были начаты до прихода Балдина в ЛВЭ и, хотя завершались уже в бытность его директором, но по программам, разработанным самими ускорительщиками без его участия. Это подтверждается и отсутствием имени Балдина в списке соавторов всех трёх работ, отмеченных премией. И что это за «соответствующие публикации», которых просто нет?!

Всеми работами по совершенствованию ускорителя непосредственно руководил начальник отдела синхрофазотрона Л.П. Зиновьев.

Как выяснилось позже, Балдин претендовал на премию дважды: в 1994 году и в 1997, делая, конечно, упор на нуклотрон. В 1994 году на премию были представлены три автора. Учитывая, что нуклотрон в то время, по существу, не работал, Балдин сходу был отклонен комиссией.

В 1997 году он вновь представил на премию тот же самый цикл. За прошедшие три года с 1994, дела на нуклотроне значительно не улучшились, и премию вновь не хотели давать, но в тот год Балдин оказался единственным претендентом и премию вопреки содержанию… дали.

С принятым курсом развития в ЛВЭ релятивистской ядерной физики утвержденный прежде курс на интенсивность 10¹⁴ протонов в импульсе был негласно отменен, а достигнутая интенсивность 10¹² с новым инжектором ЛУ-20 и реализованный «медленный» вывод не только не противоречили новому курсу, а, наоборот, способствовали ему.

Что же касается экспериментов, предложенных в своё время Пневским, то они успешно были реализованы на ускорителе в ЦЕРН [30, 31].

В конце 2006 года нуклотрон, который так и не достиг проектных параметров, закрыли на несколько лет на реконструкцию в связи с новыми научными планами, потеснившими релятивистскую ядерную физику в Дубне.

В науке всегда влечёт неизведанное – кажется, вот именно сейчас откроется нечто неожиданное. Прошло более 40-ка лет с момента обсуждения судьбы синхрофазотрона в 1967 году. Было много надежд на путь, предлагаемый Пневским. Но ускорение на синхрофазотроне дейтронов поманило пойти другим путём. Сегодня налицо результаты обоих направлений – масса новых научных данных, но, ни там, ни там, революционных открытий пока нет! Это с одной стороны. С другой, история ускорения многозарядных ионов на синхрофазотроне лишний раз ярко продемонстрировала, что экспертные оценки различных советов не являются гарантом успешного развития науки в том или ином направлении, о чём автор писала ранее [32] (см. Приложение).

 

Благодарность

Автор благодарит Е.В. Лобко, Е.Н. Шамаеву и С.В. Гетьман за помощь при работе с архивными документами, а также А.В. Беляева за техническую помощь при оформлении статьи.

 

Приложение

Л.Л. Зиновьева

К вопросу о приоритетах в науке [32. С. 2]

В настоящее время при резком ограничении финансирования науки особенно остро  стоит вопрос определения приоритета научных направлений. Недаром он занял одно из главных мест предвыборного доклада нового директора ОИЯИ А.Н. Сисакяна. В докладе было отмечено, что в своих решениях дирекция Института будет основываться на рекомендациях НТС, ПКК, Учёного совета.

Хочется заметить, что сложность вопроса состоит в том, что объективных критериев определения научных приоритетов нет и, похоже, не может быть вообще. При определении приоритета фундаментального исследования тем самым как бы придается значимость ещё неизвестным результатам, то есть налицо нонсенс.  Тем более, хорошо известно, что многие открытия в науке делаются совершенно непредсказуемо. Так было, например, с открытиями радиоактивности, эффекта Вавилова-Черенкова, действительной части амплитуды упругого рр-рассеяния.

Казалось бы, для прикладных задач проблем с критерием определения приоритета нет, так как в них изначально формулируется конечный результат, и  предпочтение отдается проектам, наиболее актуальным на данный момент. Однако и здесь есть свои подводные камни. Результат может быть очень привлекателен, но его реализация, по крайней мере, на рассматриваемый момент нереальна. Представьте себе задачу создания мобильника в 19-м веке. Полнейшая утопия! Это в лучшем случае –  когда просто не подошло время для решения поставленной задачи. А в худшем, когда  задача представляет собой своего рода «perpetuum mobile», который не так-то просто распознать. Все это говорит о том, что опора на экспертные оценки различных советов не является панацеей от научных тупиков, с одной стороны, и не гарантирует учёт по-настоящему перспективных направлений, с другой.

Спрашивается, как же быть, особенно в отношении последних? Здесь единственным экспертом является время. Исторический путь развития науки свидетельствует, что жизнеспособные идеи, по каким-либо причинам отвергнутые как несостоятельные, рано или поздно обретают жизнь. Так, со временем восторжествовала «ересь» Джордано Бруно, были реабилитированы генетика и кибернетика, признали получение заменителя крови перфторана, оправдали «идеализм» в физике.

Все это говорит о том, что приоритеты приоритетами, а истинным двигателем науки является искренняя любовь к ней, убежденность исследователей в своей правоте. Именно эти категории, вместе взятые, всегда пробивают дорогу истине.

 

Литература

1. Стенограмма ХIV сессии Учёного совета ОИЯИ, 1963 г. Архив ОИЯИ, ф. 3, оп. 1, ед. хр. 273.
2. Стенограмма ХХI сессии Учёного совета ОИЯИ, 1967 г. Архив ОИЯИ,  ф. 3, оп. 1, ед. хр. 507.
3. Стенограмма ХV сессии Учёного совета ОИЯИ, 1964 г. Архив ОИЯИ,  ф. 3, оп. 1, ед. хр. 319.
4. Грин Г. и Курант Э. Синхрофазотрон. // Ускорители. Сборник статей. Под ред. Б.Н. Яблокова. – М.: Госатомиздат, 1962. с. 560, С. 292–488.
5. Материалы XXII сессии Учёного совета ОИЯИ. Дубна. 1967 г. Архив ОИЯИ,  ф.3, оп. 1, ед. хр. 510.
6. Стенограмма ХХII сессии Учёного совета ОИЯИ, 1967 г. Архив ОИЯИ,  ф. 3, оп. 1, ед. хр. 509.
7. Стенограмма ХXV сессии Учёного совета ОИЯИ, 1969 г. Архив ОИЯИ,  ф. 3, оп. 1, ед. хр. 643.
8. Стенограмма ХXIII сессии Учёного совета ОИЯИ, 1968 г. Архив ОИЯИ, ф. 3, оп. 1, ед. хр. 573.
9. Мороз В.И. Ускорение дейтонов на синхрофазотроне     ОИЯИ // «За коммунизм». 1971. 26 января. С.2.
10. Безногих Ю.Д., Зиновьев Л.П., Казанский Г.С., Михайлов А.И., Мороз В.И., Павлов Н.И. Об одном режиме ускорения  d и He в синхрофазотроне ОИЯИ до импульсов 11 и 22 ГэВ/C соответственно. // Препринт ОИЯИ, Р9-4214, Дубна, 1968
11. Балдин А.М., Безногих Ю.Д., Зиновьев Л.П., Иссинский И.Б., Казанский Г.С., Михайлов А.И., Мороз В.И., Павлов Н.И., Пучков Г.П. Ускорение и вывод дейтронов из синхрофазотрона ОИЯИ. // Препринт ОИЯИ Р9-5442, Дубна, 1970.
12. Стенограмма ХXIX сессии Учёного совета ОИЯИ, 1969г. Архив ОИЯИ,  ф. 3, оп. 1, ед. хр. 731.
13. Премии Объединённого института ядерных исследований. Сборник. Дубна.: изд-во ОИЯИ, 1996. с. 59.
14. Стенограмма ХXXV сессии Учёного совета ОИЯИ, 1974 г. Архив ОИЯИ, ф. 3, оп. 1, ед. хр. 1072.
15. Дубна – остров стабильности. Очерки по истории Объединённого института ядерных исследований (1956–2006 гг.) / Под общ. ред. В.Г. Кадышевского, А.Н. Сисакяна, Ц. Вылова. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2006. 643 с.
16. «Вестник Российской Академии наук», том 76, номер 8, 1997.
17. Академик А.М. Балдин. Юбилейный сборник к 70-летию со дня рождения. Дубна.: ОИЯИ, 1996. c 140.
18. Балдин А.М. Физика релятивистских ядер. // Природа. 1976. № 10. С. 46–58.
19. Балдин А.М.. Физика релятивистских ядер. // ЭЧАЯ. 1977. Т. 8, вып. 3. С. 429–477.
20. Академик А.М. Балдин. Юбилейный сборник к 75-летию А.М. Балдина. Дубна.: ОИЯИ, 2001. 257 с.
21. Балдин А.М. Масштабная инвариантность адронных столкновений и возможность получения пучков частиц высоких энергий при релятивистском ускорении многозарядных ионов. // ФИАН. Краткие сообщения по физике. 1971, №1, С. 35–39.
22. Балдин А.М., Гиордэнеску Н., Зубарев В.Н., Кириллов А.Д., Кузнецов В.А., Мороз Н.С., Радоманов В.Б., Рамжин В.Н., Свиридов В.А., Ставинский В.С., Яцута М.И. Наблюдение пионов высокой энергии при столкновении релятивистских дейтонов с ядрами. // Препринт ОИЯИ Р1 – 5819, Дубна, 1971.
23. Ажгирей Л.С., Взоров И.К., Зрелов В.П., Мещеряков М.Г., Неганов Б.С., Шабудин А.Ф. Выбивание дейтронов из ядер Li, Be, C и O протонами с энергией 675 MeV. // ЖЭТФ, 1957, т.33, вып. 5(11), C.1185-1195.
24. Ефремов А.В. Михаил Григорьевич и релятивистская ядерная физика // Михаил Григорьевич Мещеряков: К 100-летию со дня рождения / Под общ. ред. Р.Г. Позе, Е.М. Молчанова; Сост. Т.А. Стриж. – Изд. 2-е, испр. и доп. – Дубна: ОИЯИ, 2010. 403 с., 53 с. фото. С. 193–195.
25. Шафранова М.Г. Объединённый институт ядерных исследований: Информационно-биографический справочник. – изд. 2-е, М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. 288с.
26. Алексеев В.П., Балдин А.М., Безногих Ю.Д.  и др. Перспективы исследований по релятивистской ядерной физике в ЛВЭ ОИЯИ (Соображения по развитию ускорительного комплекса). // Сообщения ОИЯИ, 9-7148, Дубна, ОИЯИ, 1973.
27. Стенограмма 73 сессии Учёного совета ОИЯИ, 1993 г. Архив ОИЯИ, ф. 3, оп. 1, ед. хр. 3342.
28. Краткий отчёт о деятельности Объединённого института ядерных исследований за 1964 г. Архив ОИЯИ, ф.3, оп.1, ед. хр. 344, с. 60.
29. Краткий отчёт Объединённого института ядерных исследований о научной деятельности в 1967 году. Архив ОИЯИ, ф. 3, оп. 1, ед. хр. 543, с. 22.
30.  Faessler M.A., Heinzelman G., Kilian K., Lynen U., Piekarz H., Piekarz J., Pietrzyk B., Povh B., Ritter H.G., Schurlein B., Siebert H.W., Soergel V., Wagner A. and Walenta A.H. Spectroscopy of the hypernucleus 12C. // Phys. Lett. 46B(1973)468.
31. Bruckner W., Faesler M.A., Kilian K., Lynen U., Pietrzyk B., Povh B., Ritter H.G., Schurlein B., Schroder H. and Walenta A.H. Hypercharge exchange reactions on nuclei // Phys. Lett. 1975. V.55B. P.107.
32. Зиновьева Л.Л. К вопросу о приоритетах в науке  //  «Дубна». 2005. №20. С. 2.
33. Стенограмма XXXIII сессии Учёного совета ОИЯИ, 1973 г. Архив ОИЯИ.