К 50-летию Лаборатории высоких энергий

Анатолий Алексеевич Кузнецов - советник при дирекции ОИЯИ, профессор, заслуженный деятель науки Российской Федерации, лауреат Государственной премии СССР, академик РАЕН.

Среди многочисленных научных достижений ОИЯИ открытие антисигма-минус гиперона, пожалуй, было одним из самых ярких и желаемых. Именно это открытие было первым значительным результатом успешной работы недавно введенного в строй самого мощного в мире ускорителя частиц - синхрофазотрона и первым заметным достижением научной деятельности интернационального коллектива 12 стран-участниц недавно созданного ОИЯИ.

На снимке А. Батанова (ТАСС): 1960 год.
Участники научной группы, руководимой профессором Ван Ганчаном.
Эта группа открыла новую частицу анисигма-минус гперон.
Слево направо: Дин Дацао (КНР), А. Кузнецов (СССР), А. Михул (Румыния),
Е. Каладницкая (СССР), Нгуен Дин Ты (Вьетнам).

Вместо введения

1 февраля 1955 года в поселок Ново-Иваньково Калининской области въехал автобус. Он остановился напротив двухэтажных общежитий, стоявших по обе стороны улицы Инженерной. Когда шофер выключил зажигание и открыл дверцу автобуса, из него вышла большая группа молодых людей, приехавших в Ново-Иваньково, чтобы здесь, "далеко от Москвы", начать свою самостоятельную трудовую жизнь. Так в будущую Дубну "высадился" очередной большой (около 25 человек) "десант" молодых специалистов, только что окончивших физический факультет Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова! Основная часть вновь прибывших молодых людей устраивалась на работу в научный отдел Электрофизической лаборатории Академии наук СССР (ЭФЛАН), чтобы заниматься там созданием аппаратуры, необходимой для будущих экспериментов на синхрофазотроне. А другая, меньшая ее часть, поддавшись зажигательной агитации директора лаборатории В.И. Векслера о срочной необходимости участия молодых специалистов в сооружении синхрофазотрона, оказалась в других отделах лаборатории. В числе этих молодых специалистов был и я…

Так я стал сотрудником сектора инжектора ускорителя отдела синхрофазотрона. В этом отделе я проработал более четырех лет, участвуя в монтаже, наладке и запуске всех систем инжекционного комплекса синхрофазотрона - самого крупного строящегося в то время ускорителя в мире.

"…Весной 1956 года, когда Дубна стала международным научным центром, синхрофазотрон еще находился в стадии наладки. Вместе с тем полным ходом шла подготовка экспериментальной аппаратуры к проведению опытов на ускорителе.

Большую и успешную работу провели сотрудники отдела высокочастотных устройств, руководимые К.В. Чехловым. Они освоили и усовершенствовали невероятно сложные устройства электроники, Много пришлось поработать С.С. Нагдасеву и его сотрудникам, добившимся высокого и надежного вакуума.

Наконец, ранней весной 1957 года наступили дни, когда именинником можно было назвать Л. П. Зиновьева. …В те исторические дни у него был более редкий титул - главный запускающий. К нему сходились все нити. Он дирижировал сложной и многообразной работой физиков, электриков, радистов, механиков - всех тех, кто стремился скорее вдохнуть жизнь в чудесное творение ума и рук человеческих - синхрофазотрон" (В.А. Бирюков, М.М. Лебеденко, А.М. Рыжов "Дубна 1956 - 1966", Дубна, 1966).

И этот день наступил!..

16 апреля 1957 года на синхрофазотроне Лаборатории высоких энергий ОИЯИ был впервые получен пучок протонов, ускоренных до проектной энергии - 10 миллиардов электрон-вольт. Успешный запуск синхрофазотрона позволил ученым 12 стран-участниц ОИЯИ активно включиться в исследования по поиску новых элементарных частиц и неизвестных ранее закономерностей загадочного микромира в области энергий, которая до этого была недоступна ни одной лаборатории мира.

До синхрофазотрона в Дубне самым мощным ускорителем в мире был ускоритель "Бэватрон", построенный американскими специалистами Лоуренсовской лаборатории в Беркли (США). Поэтому физики, работавшие на ускорителе этой лаборатории, имели несомненное преимущество перед коллегами из других лабораторий в постановке и проведении новых экспериментов, что позволило им сделать ряд открытий и получить много других важных результатов. В частности, при полном отсутствии какой-либо конкуренции физикам из Беркли удалось впервые в лабораторных условиях наблюдать антипротоны и обнаружить некоторые короткоживущие элементарные частицы - резонансы. Позже за эти открытия руководители экспериментальных групп О. Чемберлен, Д. Сегре и Л. Альварец были удостоены Нобелевских премий по физике.

С вводом в строй синхрофазотрона ситуация резко изменилась - впервые на равных в соревнование с американскими физиками по поиску новых элементарных частиц вступали ученые стран-участниц ОИЯИ. И первым положительным результатом в этом соревновании было открытие антисигма-минус гиперона…

Как это было?

После успешного запуска синхрофазотрона два года я работал главным диспетчером по его эксплуатации, но все-таки не выдержал и осенью 1959 года перешел на работу в научно-экспериментальный отдел Лаборатории высоких энергий, стал сотрудником сектора 24-литровой пропановой камеры.

Открытие новой античастицы было с большим вниманием встречено мировой научной общественностью, и оно хорошо вписывалось в атмосферу открытий того времени. А время это было, действительно, отмечено бурным развитием ядерной физики и физики высоких энергий. Прогресс в этих областях науки поражал воображение. В различных странах мира через короткие промежутки времени создавались новые крупные научно-исследовательские центры и национальные лаборатории, в которых строились все более мощные физические установки - ускорители частиц и ядерные реакторы. Радио и газеты, опережая научно-технические журналы, с энтузиазмом сообщали об открытии новых элементарных частиц и не известных ранее закономерностей микромира. Появлялось много журнальных статей, брошюр и книг, посвященных работам крупнейших ядерных центров и деятельности ученых.

В общем, строчки Бориса Слуцкого: "Что-то физики в почете, что-то лирики в загоне", - очень точно характеризовали не только то время, но и само отношение к ученым, занятыми исследованиями в области ядерной физики. И… ученые Дубны не были в стороне от всего этого!

Успешный запуск синхрофазотрона давал явные преимущества в исследованиях по физике высоких энергий, но времени на "раскачку" для развертывания экспериментов на нем было слишком мало. В прессе уже появились сообщения, что в ЦЕРН (Швейцария) и в Аргонской национальной лаборатории (США) уже идет сооружение более мощных протонных ускорителей, чем синхрофазотрон. И поэтому физикам ЛВЭ нужно было торопиться с началом экспериментов!..

Еще до запуска синхрофазотрона для этой цели в ЛВЭ уже разрабатывались различные детекторы частиц и создавались разного типа физические установки. Так, к началу работы синхрофазотрона на внутреннем пучке протонов готовилось оборудование для облучения ядерных фотоэмульсий, а на выведенном пучке отрицательных пионов заканчивался монтаж созданных в мастерских ЛВЭ пузырьковых камер: камеры Вильсона, 24-литровой пропановой и полуметровой ксеноновой. Впоследствии методика пузырьковых камер, регистрирующих почти все вторичные заряженные и нейтральные частицы, стала основной при изучении процессов множественного рождения частиц при энергии синхрофазотрона. Ускоренными темпами совершенствовались и создавались электронные методы исследований. На выведенных пучках синхрофазотрона сначала появляются первые простые, а затем и более сложные магнитные спектрометры, содержащие уже искровые камеры и черенковские счетчики…

Улучшаются условия обработки полученного на установках экспериментального материала. В ЛВЭ был создан центр проявки и обработки ядерных фотоэмульсий и организована специальная группа для измерения снимков с пузырьковых камер. В научных группах ручные механические арифмометры заменяются электрическими счетными машинами марки "Мерседес" и "Рейнметалл". В ЛВТА идет полным ходом монтаж первой в ОИЯИ электронно-вычислительной машины "Урал" и начата разработка новых типов оборудования для просмотра пленок с камер….

Конечно, после запуска синхрофазотрона еще не все его узлы и системы работали, как надо. Не очень надежной и не всегда устойчивой была и аппаратура физических установок. Но со временем все неприятности как-то утрясаются: поломки в блоках аппаратуры быстро устранялись, установки продолжали набирать экспериментальный материал, а физики с утра до ночи, забыв о доме, обрабатывали полученную информацию, увеличивая статистику изучаемых событий.

Однако обработка информации доставалась физикам нелегко! Многое в этой работе было новым, сложным и неизведанным! Один из создателей 24-литровой пропановой пузырьковой камеры профессор М. И. Соловьев вспоминал: "Сложной проблемой стала обработка фотографий. Нам впервые пришлось решать проблему восстановления пространственных координат по измерениям точек на следах стерео-снимков, сделанных в среде с показателем преломления больше единицы. В ЛЯП в то время и даже много позже использовался репроектор. В зарубежной литературе также публикаций по этому вопросу не было. Неоценимую помощь нам оказал А.А. Пугин из Ленинградского гидрологического института, ознакомив нас с разработанным им методом аэросъемок подводных объектов. Это послужило основой для создания программы обработки с пузырьковых камер. Камера была готова к работе в 1957 году. А первый пионный пучок для нее был создан при помощи М.Д. Шафранова".

Подготовка к началу экспериментов на синхрофазотроне в научных группах ЛВЭ шла, как говорится, полным ходом, но когда этот день реально наступил, первыми, кто был готов к работе на ускоренном до рекордных энергий пучке протонов, оказались группы ядерных фотоэмульсий. Именно представители одной из этих групп принесли Владимиру Иосифовичу Векслеру еще не просохший от проявления отпечаток фотоснимка с изображением первой "звезды", воспроизводящей результат столкновения ускоренных до 10 ГэВ протонов с ядрами фотоэмульсии, и увидели искреннюю неподдельную радость и счастливую улыбку на лице основателя и первого директора Лаборатории высоких энергий!

Так начиналась наполненная разными событиями трудная и регулярная работа физиков ОИЯИ на синхрофазотроне ЛВЭ по накоплению, обработке и анализу уникальной научной информации. Торопливости не было! Но был и энтузиазм и огромное желание получить первый научный результат в новой области энергий.

(Продолжение следует.)