Ветераны нашего Института

Пятьдесят лет в науке

Михаил Дмитриевич Шафранов относится к редкому в наше время типу ученых-универсалов, обладающих энциклопедическими знаниями в самых различных областях. Он признанный специалист в области экспериментальной физики высоких энергий и тесно примыкающей к ней методике физического эксперимента. Его научная биография богата и разнообразна.

В январе 1943 года, в разгар Великой Отечественной войны Михаил Дмитриевич из десятого класса ушел в армию. С восточного фронта он вернулся с боевыми наградами - орденами Красной Звезды, Отечественной войны и медалями. Поколебавшись, кем стать - кинооператором или физиком, он выбрал науку. В 1953 году Михаил Дмитриевич с отличием окончил физический факультет МГУ. В это время вблизи Большой Волги под руководством замечательного ученого В.И.Векслера создавался самый крупный в мире ускоритель - синхрофазотрон. Побеседовав с М.Д.Шафрановым, В.И.Векслер принял его к себе в штат организации ТДС-533, в которой создавался ускоритель. Впоследствии синхрофазотрон стал базовой установкой ЛВЭ ОИЯИ.

Безграничный энтузиазм Владимира Иосифовича Векслера заражал молодых ученых, которые с полной ответственностью вели всю подготовку физических экспериментов и пользовались полным доверием директора лаборатории. В такой обстановке началась научная деятельность Михаила Дмитриевича, наложившая отпечаток на всю его дальнейшую творческую судьбу.

М.Д.Шафранов активно работал на синхрофазотроне. Он начал с подготовки аппаратуры для первых экспериментов, "обкатывая" свою аппаратуру на пучке уже действовавшего тогда синхроциклотрона ГТЛ, впоследствии ЛЯП ОИЯИ.

Разработка метода измерения полных сечений взаимодействия протонов с ядрами, исследование поляризационных эффектов, разработка электронной аппаратуры, создание первых каналов пучков частиц - все это труды молодого физика в не изведанной тогда области. В примитивных условиях, когда отсутствовали элементарные измерительные приборы, а физики пользовались для расчетов логарифмическими линейками и механическими арифмометрами "Феликс", творческим рвением молодых ученых создавались уникальные установки.

Сразу же после запуска синхрофазотрона первоочередной задачей стало создание каналов пучков различных частиц: они были необходимы для всех экспериментов. Решением этой проблемы стал заниматься Михаил Дмитриевич. Под его руководством были сформированы пучки пионов для облучения пропановых и ксеноновой пузырьковой камер. При его непосредственном участии создавался и налаживался сепарированный пучок положительных частиц.

Возглавив научно-экспериментальный методический отдел, М.Д.Шафранов обеспечивает создание целого ряда пучков на новом методическом уровне в только что отстроенном 205-м корпусе ЛВЭ.

В период запуска синхрофазотрона исключительно остро стояла проблема разработки сцинтилляторов, удовлетворяющих самым высоким требованиям эксперимента. Для разработки оптимальной технологии производства необходимо было изучить их физические свойства. Взявшись за эту задачу, М.Д.Шафранов впервые в мировой практике разработал и внедрил метод регистрации спектров излучения с помощью катодного осциллографа. Он предложил метод расширения спектральной чувствительности ФЭУ в ультрафиолетовую и красную области спектра. Эти работы позволили исследовать процессы миграции энергии в сцинтилляторах. Под научным руководством Михаила Дмитриевича и при его участии были систематически изучены физические свойства тонких сцинтилляторов на основе твердых растворов.

Результаты исследований М.Д.Шафранова и специалистов химической группы ЛВЭ, руководимой Е.Н.Матвеевой, легли в основу создания методики изготовления высококачественных, технологичных и недорогих сцинтилляторов. Ими были оснащены установки на синхрофазотроне и других ускорителях. Они пользовались большим спросом и вне нашего Института - в научных центрах СССР и других стран-участниц ОИЯИ. Впоследствии разработанные в ЛВЭ сцинтилляторы нашли широкое применение при создании спектрометров нового поколения и в разнообразных установках для прикладных целей.

Исследования физических свойств сцинтилляторов помогли глубже понять механизм радиационных повреждений детекторов. Это особенно актуально сейчас в связи с подготовкой экспериментов на современных коллайдерах. Особенно заслуживает внимания одна из последних работ Михаила Дмитриевича по исследованию радиационной стойкости дрейфовых трубок для эксперимента АТЛАС.

Решающую роль сыграл Михаил Дмитриевич в создании 40-сантиметровой жидководородной камеры и в исследованиях, выполненных на ней. Эти работы велись по прямому указанию В.И.Векслера. Активное участие М.Д.Шафранов принял в работах на жидководородной камере "Людмила". Чтобы запустить этот сложнейший прибор, необходимо было разработать методику магнитных измерений, систему освещения, наладить каналы пучков протонов и антипротонов на Серпуховском ускорителе.

С появлением новых координатных детекторов и нового поколения электроники Михаил Дмитриевич активно внедряет их в эксперимент. Под его руководством разработана многоканальная система дрейфовых камер с рекордным пространственным разрешением. Эта система явилась основной частью установки, подготовленной в ОИЯИ для совместных с физиками США исследований рассеяния пионов и каонов в электронных пучках ускорителя ФНАЛ (США). Такие камеры были созданы для целого ряда экспериментов. При активном участии М.Д.Шафранова на основе таких камер в группе Э.Н.Цыганова был создан спектрометр и впервые в мире экспериментально доказано, что траекториями заряженных частиц можно управлять не только магнитами, но и изогнутыми монокристаллами. Сейчас этот метод стал классическим и используется на всех ускорителях мира, однако, впервые он был применен для вывода пучка из синхрофазотрона. В этой же серии экспериментов было обнаружено и исследовано новое явление - спонтанное излучение позитронов и электронов в процессе каналирования в монокристаллах.

М.Д.Шафранов руководил проектом "Спектрометр с вершинным детектором", нацеленным на исследование процессов рождения очарованных частиц в энергетическом диапазоне Серпуховского ускорителя.

К работам методического плана тесно примыкает обзор М.Д.Шафранова, посвященный протонно-ионной медицинской радиографии.

В разные годы М.Д.Шафранов принимает активное участие в целом ряде исследований и подготовке проектов в области физики частиц. Среди них измерение дифференциальных сечений упругого рассеяния пионов, исследование поляризационных эффектов, изучение очарованных частиц и механизма их образования. Он принимает участие в создании искрового спектрометра для изучения регенерации каонов, исследованиях по калориметрии и в ряде других первоочередных работ.

Последние несколько лет М.Д.Шафранов посвятил разработке нового алгебраического метода решения задач электростатики произвольных систем проводников и диэлектриков. Приложение этого прецизионного метода дает большие преимущества перед известными ранее, а задача с диэлектриками решена впервые. Разнообразные возможности метода рассматриваются в целом ряде работ Михаила Дмитриевича. Он применяется при расчете краевых эффектов в многопроволочных пропорциональных камерах и при анализе произвольных систем, удовлетворяющих уравнению Лапласа. Это особенно важно при постановке тонких, прецизионных опытов. М.Д.Шафрановым рассмотрены также вопросы применения нового алгебраического метода в электронной оптике.

Михаил Дмитриевич - не только блестящий физик-экспериментатор. Он в совершенстве владеет современными методами обработки информации и компьютерными технологиями в приложении к физике и математике.

М.Д.Шафранов - большой знаток истории физики. Его перу, в частности, принадлежит статья, опубликованная в журнале "Optik", в которой было замечено, что закон Ламберта, считавшийся до сих пор феноменологическим, был выведен Ломмелем теоретически.

В целом научное творчество М.Д.Шафранова отличается большой разносторонностью тематики, оригинальностью решений, надежностью результатов, глубиной и высочайшим профессионализмом. Как высококвалифицированный эксперт он постоянно рецензирует научные проекты и статьи. В течение восьми лет был заместителем председателя Комитета по электронным экспериментам ОИЯИ, в компетенцию которого входила оценка электронных проектов и тем Института в области физики высоких энергий. Он - член разнообразных научно-технических комиссий, патентный эксперт, в течение более чем двадцати лет принимает экзамены кандидатского минимума по физике. Под его научным руководством успешно защищены три диссертации на соискание ученой степени кандидата наук.

М.Д.Шафранов имеет более 200 публикаций, в том числе обзоры и оригинальные статьи в авторитетных изданиях, доклады на международных конференциях. Он успешно выступал с докладами на Международной конференции по физике высоких энергий в Глазго, на Международной конференции по проволочным камерам в Вене и на других форумах. У него шесть изобретений, связанных с разработкой координатных детекторов. Михаил Дмитриевич трижды удостоен премий ОИЯИ за лучшие научные работы.

Дорогой Михаил Дмитриевич! Поздравляем вас, ветерана двух лабораторий - Лаборатории высоких энергий имени В.И.Векслера и А.М.Балдина и Лаборатории физики частиц, со славной и многозначительной датой - 50-летием служения Науке и Объединенному институту ядерных исследований! Здоровья вам и новых творческих успехов!

В.Г.Кадышевский,
А.Н.Сисакян,
В.Д.Кекелидзе,
А.И.Малахов,
И.М.Граменицкий,
Р.Ледницкий,
В.Д.Пешехонов,
И.А.Савин