Создатель первого в мире синхрофазотрона: история Владимира Векслера

15 марта исполнилось 65 лет с момента пуска знаменитого синхрофазотрона в подмосковной Дубне, созданного под руководством Владимира Векслера. Как мальчик из Житомира стал всемирно известным физиком, вспоминаем вместе с порталом biblioatom.ru.

Детский дом-коммуна

Владимир Векслер родился 3 марта 1907 года в Житомире. Отец умер, когда мальчику было восемь лет. Мать снова вышла замуж. Володе не нравилась обстановка в доме отчима, и в 14 лет он сбежал в Москву, где попал в детский дом-коммуну. После девятилетки весь выпуск коммуны пошел работать на производство. Володя поступил на ситценабивную фабрику учеником монтера в электромеханической мастерской. Через два года руководство фабрики направило его учиться на электротехническом факультете Института народного хозяйства им. Плеханова. Оттуда он перешел на заочное отделение Московского энергетического института, совмещал учебу и работу младшим лаборантом во Всесоюзном электротехническом институте (ВЭИ).

Премиальный отрез

В 1931 году, получив диплом инженера по специальности «рентгенотехника», Владимир Векслер стал научным сотрудником лаборатории рентгеноструктурного анализа ВЭИ. В то время в институте работали Игорь Тамм, Борис Введенский, Сергей Вавилов. Молодой ученый строит измерительные приборы, изучает методы регистрации и измерения интенсивности рентгеновского излучения. Все установки собирал сам, некоторые потом использовали при изучении космических лучей. В 1935 году Векслер защитил кандидатскую диссертацию на тему устройства и применения сконструированных им пропорциональных усилителей. Вскоре он стал завлабораторией.

Жизнь была нелегкой. Векслер с женой и дочерью жили в темной сырой комнате в доме, перестроенном из конюшни. Зимой стены промерзали. Жена Нина заболела туберкулезом, дочь Катя постоянно болела пневмонией. Денег едва хватало на еду. Сохранился приказ директора ВЭИ от 1935 года о награждении сотрудников за «высокие показатели». К­ого-то премировали патефоном, ­кого-то талоном на пошивку пальто, а Векслера — отрезом ткани на костюм.

Эльбрус, космические лучи и гидроакустика

В сентябре 1937 года Владимир Векслер перешел в Физический институт Академии наук СССР. В те годы в ФИАНе работала Эльбрусская экспедиция, в состав которой входили физики, занятые исследованием космического излучения. Векслер возглавил группу. Ее исследования позволили расширить представления о составе космического излучения. В частности, было обнаружено большое количество вторичных частиц — ​медленных мезонов. По итогам этой работы в 1940 году Владимир Векслер защитил докторскую диссертацию на тему «Тяжелые частицы в составе космических лучей».

Вой­на прервала экспедицию, ФИАН эвакуировался в Казань. Векслер занялся конструированием и усовершенствованием радиотехнической аппаратуры для фронта. Работал над установкой, которая позволила бы определить местоположение самолета по шуму мотора. Была разработана аппаратура для армейских звукоулавливателей. Однако вскоре появились радиолокаторы, определявшие положение самолета с гораздо большей точностью, и звукоулавливатели были сняты с вооружения. Тем не менее в гидроакустике идеи Векслера нашли применение. В 1944 году он вместе с Евгением Фейнбергом получил авторское свидетельство на пеленгатор, который позже назвали коррелятором. Корреляционные методы обработки информации получили широкое распространение.

Памир, электронно-­ядерные ливни и физика ускорителей

В 1943 году ФИАН вернулся из эвакуации в Москву, и группа Владимира Векслера продолжила исследования космических лучей и ядерных процессов, вызываемых частицами высоких энергий, — ​но уже на Памире, где в урочище Чечекты на высоте 3860 м было решено создать станцию. Измерения привели к открытию нового типа космических ливней, которые определялись не только электромагнитными, но и ядерными взаимодействиями. В таких ливнях наблюдалось размножение электронов и фотонов, а также множественное рождение частиц, которые активно взаимодействовали с атомными ядрами вещества. Эти ливни назвали электронно-­ядерными.

После экспедиции 1946 года Векслер полностью переключился на физику ускорителей. Он предложил схему ускорителя, для которого не существует релятивистского барьера — ​явления, не позволявшего частицам набирать большую энергию. Владимир Векслер также открыл новый принцип ускорения частиц — ​принцип автофазировки. Вот как об этом вспоминал академик Фейнберг: «Идея была ошеломляющей, и мало кто поверил в ее осуществимость. Ведь Векслер не имел никакого опыта работы с ускорителями и, соответственно, никакого авторитета в этой области».

Лаборатория Векслера

В 1946 году в ФИАНе была создана лаборатория, которую включили в состав атомного проекта. В ее задачи входило строительство ускорителя и проведение с его помощью исследований по физике атомного ядра и элементарных частиц. Директором был назначен Владимир Векслер, между собой сотрудники ее так и называли — ​лаборатория Векслера. Официально она называлась эталонной лабораторией. В том же 1946‑м Векслера избрали членом-­корреспондентом АН СССР. В конце 1947 года был запущен первый ускоритель С‑3 на 30 МэВ («Тройка»), а через два года — ​ускоритель С‑25 на 250 МэВ, после чего началось проектирование ускорителя протонов, синхрофазотрона, рассчитанного на гигантскую по тем временам энергию — ​10 ГэВ.

Синхрофазотрон на Волге

Для строительства синхрофазотрона выбрали место вблизи поселка Дубна на Волге, около Иваньковского водохранилища. Предполагалось, что синхрофазотрон станет частью комплекса для исследований в области физики элементарных частиц, атомного ядра и физики высоких энергий. Для этого в 1956 году был создан Объединенный институт ядерных исследований, а на базе строящегося синхрофазотрона — электрофизическая лаборатория.

В 1957 году синхрофазотрон заработал, и физика высоких энергий получила мощную экспериментальную базу. Позднее лаборатория стала называться Лабораторией высоких энергий, а Векслер стал ее директором. В 1958 году его избрали действительным членом АН СССР, а в 1963 году Векслеру и американцу Эдвину Макмиллану была присуждена международная премия «Атом для мира» за открытие принципа автофазировки.

Многолетняя напряженная работа подорвала здоровье ученого — ​в 1965 году он перенес тяжелый инфаркт. Потом случился второй. 22 сентября 1966 года Владимир Иосифович скончался. Прошло более 50 лет, но и сегодня работа всех современных ускорителей основана на принципе автофазировки Владимира Векслера.