Оригинал материала
Сверхпроводимость осиротела
Академик Гинзбург. Фото РИА "Новости". Физик, лауреат Нобелевской премии и общественный деятель, Виталий Лазаревич Гинзбург скончался в возрасте 93 лет. Причиной смерти стала сердечная недостаточность. Труды ученого войдут в основу технологий будущего: поездов на магнитной подвеске, сверхпроводящих ЛЭП и сверхмощных магнитов.
Академика Гинзбурга по праву можно назвать лицом РАН. Нобелевская премия, активная общественная деятельность, организация комитета по лженауке – Гинзбург был известен далеко за пределами научных кругов. В научной же среде с именем Гинзбурга связаны теория сверхпроводимости и еще ряд работ в области оптики и теоретической физики.
От разрухи к Нобелевской премии
Биография физика довольно типична для времен разрухи и первых лет советской власти. Родился в 1916 году, в четыре года остался без матери, которая умерла от тифа. Пошел в школу в 1927 году сразу в четвертый класс, а до этого образование получал от отца – инженера и специалиста по очистке воды. В 1931 году поступил в фабрично-заводское училище, во время учебы в котором устроился в рентгенологическую лабораторию, где подружился с физиками Цукерманом и Альтшулером. В 1933 году поступил в МГУ, там как раз произошло разделение физико-математического факультета на мехмат и физфак.
В 1940 году Гинзбург создал квантовую теорию так называемого черенковского излучения и защитил кандидатскую диссертацию, а двумя годами позже – докторскую. В 1950 году совместно с Ландау разработал теорию сверхпроводимости. И именно за сверхпроводимость спустя 53 года, в 2003 году, Евгению Гинзбургу, Алексею Абрикосову и Энтони Леггету будет присуждена Нобелевская премия по физике.
Чем он занимался?
Можно сказать, что серьезная научная работа Гинзбурга начинается с изучения черенковского излучения – явления, принесшего в 1937 году Нобелевскую премию П. А. Черенкову, И. Е. Тамму и И. М. Франку. Явления, которое при всей эффектности понять удалось далеко не сразу.
Сейчас черенковское излучение можно видеть вокруг погруженных в воду блоков ядерного реактора или в чистых жидкостях вблизи иных радиоактивных материалов. В 1930-х годах реакторов еще не было, но вот свечение воды в трубках вблизи источника радиации уже замечали: вода, которая явно не должна была светиться, почему-то испускала ни на что не похожий и направленный в одну сторону свет.
Черенков, Франк, Тамм и Вавилов дали этому эффекту объяснение. Физики связали вместе тот факт, что в веществе скорость распространения света падает, и то, что испускаемые при ядерных реакциях частицы могут двигаться быстрее этой скорости, – такие сверхсветовые частицы при попадании в воду или стекло тормозят и рассеивают энергию движения в виде света. Гинзбург, будучи аспирантом физфака, исследовал именно это явление, продолжая заниматься излучением, возникающем при переходе частиц из одной среды в другую и развивая науку на стыке оптики и теоретической физики.
скорость света
Не надо путать скорость света в вакууме (примерно 300 тыс. км/с) со скоростью распространения света в среде – воздухе, воде или ином веществе. Первую скорость превысить невозможно, а вот вторую – вполне реально.
Еще два «сверх-» – сверхпроводимость и сверхтекучесть
Физика первой половины XX века открыла много удивительных явлений, некоторые из которых позже официально получили приставку «сверх» – сверхтекучесть, сверхпроводимость. Их природу ученые объяснили далеко не сразу.
Что такое сверхтекучесть? Представьте себе жидкость, которая просачивается сквозь поры в глиняном кувшине и может карабкаться по стенке сосуда, перебираясь через бортик емкости и стекая на пол. До изобретения достаточно мощных и эффективных холодильников жидкости, в которой нет вязкого трения, не видел никто. Более того, ее обнаружение стало неожиданностью для физиков.
Но как только люди научились получать жидкий гелий (-269 градусов), то они увидели, что именно он и является такой странной и ни на что не похожей средой. Точнее, гелий является смесью двух жидкостей – обычной и сверхтекучей, при определенных условиях их можно разделить и получить чистую сверхжидкость.
Впрочем, чудеса, наблюдаемые при низких температурах, свертекучестью не исчерпываются. Погруженные в жидкий гелий металлы тоже ведут себя не так, как было принято думать. Они теряют электрическое сопротивление, и проходящий по ним ток попросту перестает выделять тепло: это явление называется сверхпроводимостью.
Теория, принесшая премию
Открыл сверхпроводимость не Гинзбург, не Абрикосов и даже не Ландау, который получил Нобелевскую премию еще раньше, в 1962 году. Первым странное поведение проводников с током при сверхнизких температурах заметил еще голландский ученый Камерлинг-Оннес в 1911 году. Сверхтекучесть тоже заслуга не Гинзбурга, а Капицы (1938 год, Нобелевская премия – в 1978-м). Чем же занимался Гинзбург?
Теоретическим объяснением поведения вещества вблизи абсолютного нуля. Видеть эффект в лаборатории и знать, при каких условиях он воспроизводится, – это далеко не вся наука: основная задача ученых заключается в создании модели, объясняющей, почему происходит именно то, что видно глазу.
Гинзбург совместно с Ландау смог создать теорию, которая частично объяснила потерю материалом электрического сопротивления и, более того, предсказала новое явление – сверхпроводимость второго рода, которую позднее экспериментально подтвердил Алексей Абрикосов.
работа не завершена
Полной теории сверхпроводимости нет до сих пор. В 1980-х годах ученые нашли вещества, которые теряли сопротивление уже при температуре жидкого азота (-186С), намного более дешевого и доступного вещества. Сейчас в Токио и Нью-Йорке уже достраиваются первые ЛЭП, работающие в жидком азоте и не тратящие энергию на нагрев атмосферы, а физики ищут материалы, которые позволили бы избавиться от потерь и при комнатной температуре. Возможно ли это хотя бы в теории – не знает пока никто.
Наука и лженаука
В последние годы Гинзбург стал известен не только как ученый и нобелевский лауреат. В ответ на перемены, которые последовали за крахом цензуры в 1980-х годах, Гинзбург в 1998 году вместе с рядом других ученых организует комиссию по лженауке, чтобы бороться со всякого рода шарлатанами, гадалками, астрологами, экстрасенсами, магами и продавцами сомнительных средств от всех болезней.
«Лженаука – это всякие построения, научные гипотезы и так далее, которые противоречат твердо установленным научным фактам. Я могу это проиллюстрировать на примере. Вот, например, природа теплоты. Мы сейчас знаем, что теплота – это мера хаотического движения молекул. Но это когда-то не было известно и были другие теории, в том числе теория теплорода, состоящая в том, что есть какая-то жидкость, которая переливается и переносит тепло. И тогда это не было лженаукой, вот что я хочу подчеркнуть. Но если сейчас к вам придет человек с теорией теплорода, то это невежда или жулик. Лженаука – это то, что заведомо неверно», – говорил Виталий Гинзбург.
Академик являлся последовательным атеистом и выступал не только против попыток ввести религиозные курсы в программу российских школ. Есть его комментарий по поводу израильского иудаизма: «По моему мнению, в Израиле место и влияние иудаизма далеко превосходят нормы, которые должны определять ситуацию в светском демократическом государстве. Например, почему в Израиле по субботам не работает или ограниченно действует общественный транспорт? Если верующие не хотят им пользоваться – это их дело. Но почему должны быть ограничены возможности атеистов?»
Гинзбурга обвиняли как иудеи за атеизм, так и антисемиты за слова о допустимости поддержки синагог в Израиле. Однако в итоге мир запомнит ученого скорее за другое: будущие поезда на магнитной подвеске, сверхпроводящие ЛЭП, мощные и компактные магниты и многое другое. Во многих из этих еще не созданных устройств будет и часть его труда.