Их имена - в истории науки

На следующей неделе, 6 апреля, в Лаборатории нейтронной физики имени И.М.Франка состоится семинар, посвященный 90-летию со дня рождения одного из основателей ЛНФ Федора Львовича Шапиро, блестящего физика и удивительного человека.

Выдающийся советский ученый, основатель научной школы нейтронной физики, лауреат Государственной премии, член-корреспондент АН СССР Ф.Л.Шапиро внес неоценимый вклад в развитие различных направлений физики в СССР и ОИЯИ.

Федор Львович родился 6 апреля 1915 года в Витебске в семье скромного служащего, которая в 1928 году переехала в Москву. Он рос старшим сыном в многодетной семье, с ранних лет понимая и принимая на себя долю ответственности за воспитание младших сестер, а затем, после смерти отца, и за поддержку всей семьи.

Родители Федора Львовича были образованными людьми, они много времени и сил посвящали воспитанию детей. В семье постоянно царила атмосфера любви, добра и взаимного уважения. Мальчик отлично учился в школе и, "перешагивая" через классы, окончил ее в 15 лет. По возрасту и из-за классовых ограничений он не мог поступить в ВУЗ и по совету дяди, инженера-электрика, поступил в энерготехникум ВЭО имени Г.М.Кржыжановского.

Талант исследователя проявился у него очень рано. Учась в техникуме, 19-летний студент Шапиро получил патент на генератор электрического тока, в котором переменный ток образуется в катушках при изменении температуры ферромагнитного сердечника.

После окончания техникума в 1935 году он поступил на работу в проектную организацию "Центроэлектромонтаж", где занимался разработкой сложных электроприводов и автоматики.

Заинтересовавшись физикой, Федор Львович сдает вступительные экзамены и в 1936 году становится студентом МГУ. Он блестяще учится на физфаке университета и по просьбе руководства продолжает работу в электропроме. При этом он еще много делает по дому, так как его большая семья живет в деревянном доме с удобствами во дворе.

В университете его привлекает ядерная физика, однако на физфаке в то время не было такой кафедры, и дипломную работу он выполнил на кафедре газового разряда.

Федор Львович окончил МГУ с отличием, последний госэкзамен он сдал накануне войны - 21 июня 1941 года. В критический для Москвы день - 16 октября - он после постоянных обращений в военкомат уходит на фронт командиром отделения разведроты дивизии московских рабочих. В декабре 1941 года в боевой разведке получает тяжелые ранения: раздроблена челюсть, осколок у сердца, множественные осколочные поражения обеих ног. Он был награжден медалью "За отвагу", которой по-настоящему гордился. За полгода, проведенные в госпитале, Федор Львович решил математическую задачу об упреждении в стрельбе из самолета в воздушном бою и отослал это решение в Наркомат обороны. Попутно он серьезно изучил английский язык.

После госпиталя Федор Львович был признан негодным для воинской службы и продолжил работу в электропроме. Однако тяга к исследовательской работе брала свое, и он добился встречи с И.В.Курчатовым, который предложил ему выступить на семинаре и сделать реферат на тему "Нейтрон". В итоге он поступил в аспирантуру ФИАН к Илье Михайловичу Франку. Это была судьба, связавшая их тесно на всю жизнь.

В 1946 году он, ассистент кафедры ядерной физики МГУ, которой руководил И.М.Франк, читает студентам курс лекций по нейтронной физике и организует практикум по ядерной физике. В 1947 году Ф.Л.Шапиро принят младшим научным сотрудником в лабораторию И.М.Франка в ФИАН и вместе с Е.Л.Фейнбергом, Л.Е.Лазаревой, Л.В.Грошевым и И.В.Штранихом приступил к работам по исследованию подкритических уран-графитовых систем, связанных с проблемой атомного оружия в СССР. В этих исследованиях были получены важные данные для реакторной техники и уточнены некоторые аспекты реакторной физики. В начале 50-х годов группа Шапиро реализовала метод спектрометрии нейтронов по времени замедления в свинце и впервые измерила сечения радиационного захвата нейтронов для ряда ядер. Был наблюден ряд эффектов, которые стали научной сенсацией. Даже такие известные ученые как Л.Д.Ландау не сразу приняли и поверили в полученные результаты. Тогда же Шапиро предложил метод нестационарной диффузии нейтронов в многогрупповом приближении и развивал этот метод с М.В.Казарновским. Эти работы получили широкую известность, и Федор Львович представил их на Женевской конференции по мирному использованию атомной энергии в 1955 году.

Наряду с исследовательской работой он читал курс лекций по нейтронной физике на физфаке МГУ, "спецкурсом Шапиро" называли его студенты. Его лекции отличали поразительная ясность и точность изложения, умение объяснить проблемы физики очень простым и наглядным способом. Сохранившиеся записи лекций и сегодня читаются с большим интересом.

В 1958 году И.М.Франк предложил Ф.Л.Шапиро по совместительству работать в возглавляемой им Лаборатории нейтронной физики ОИЯИ, где уже шло сооружение импульсного реактора на быстрых нейтронах (ИБР). Федор Львович согласился и довольно быстро втянулся в работу ЛНФ. Он по существу определил выбор научной тематики работ на этом реакторе.

В это же время Ф.Л.Шапиро совместно с И.Я.Баритом и М.И.Подгорецким предложил с помощью только что открытого эффекта Мессбауэра провести эксперимент по проверке фундаментального следствия теории относительности - наблюдать смещение частоты фотона в гравитационном и неинерциальных полях. В эксперименте, поставленном в ЛНФ, была получена скоростная развертка узкой гамма-линии Zn67 с рекордным и на сей день относительным энергетическим разрешением порядка 10-15, но эффект оказался слишком малым для использования в гравитационном эксперименте. Впоследствии американские физики первыми выполнили аналогичный эксперимент на другом изотопе.

В 1960 году на пучках ИБР начались исследования полных и парциальных сечений взаимодействий нейтронов с ядрами. На одном из пучков был успешно опробован предложенный Ф.Л.Шапиро метод поляризации нейтронов пропусканием их через поляризованную протонную мишень. На этом нейтронном источнике были измерены спины нейтронных резонансов ряда ядер, определен набор амплитуд рассеяния нейтрона на дейтроне при малых энергиях, измерены магнитные моменты и -распад нейтронных резонансов. С поляризованными нейтронами были выполнены уникальные эксперименты по исследованию эффектов несохранения пространственной четности во взаимодействии нейтронов с ядрами.

В 1961 году Ф.Л.Шапиро предложил использовать ИБР для исследований по физике конденсированных сред. Им был развит метод обратной геометрии, обладающий большой светосилой, позволивший исследовать тепловые колебания атомов в твердых телах и, в частности, измерить коэффициент самодиффузии в критической точке жидкость-пар, опровергнув результаты макроскопических опытов. Ф.Л.Шапиро вместе с польским физиком Б.Бурасом обосновал применение метода времени пролета для дифракционных исследований структуры вещества. В ЛНФ при участии Шапиро был осуществлен метод дифракции нейтронов на магнитных структурах в сильных импульсных полях.

Понимая, что для экспериментов по физике конденсированных сред нужны более интенсивные импульсные пучки нейтронов, Федор Львович выступил со стратегической инициативой создания нового реактора, который сейчас известен во всем мире как ИБР-2.

В 1968 году Ф.Л.Шапиро предложил способ проверки закона сохранения временной Т-четности в эксперименте по наблюдению электрического дипольного момента нейтрона. Он показал, что чрезвычайно слабый эффект Т-несохранения можно наблюдать только на ультрахолодных нейтронах (УХН). Отношение к этой идее было скептическим, поскольку доля УХН в реакторном пучке не превышает одной стомиллиардной. Пучки у ИБРа были очень слабенькие, тем не менее, Ф.Л.Шапиро и его сотрудники летом 1968 года успешно осуществили эксперимент по первому наблюдению УХН. Через несколько лет этот результат был зарегистрирован как открытие.

По инициативе Ф.Л.Шапиро эксперименты с ультрахолодными нейтронами были перенесены на более мощные стационарные реакторы в ИАЭ (Москва), НИИАР (Димитровград) и ИЯФ АН КазССР (Алма-Ата). В настоящее время УХН стали признанным инструментом исследований по фундаментальным проблемам физики.

Научные и педагогические заслуги Ф.Л.Шапиро были отмечены государственными наградами и премиями. В 1967 году ему было присвоено звание профессора, а в 1968-м он был избран членом-корреспондентом АН СССР.

Федор Львович рано ушел из жизни, ему не исполнилось и 58 лет. Однако сегодня, по прошествии более 30 лет, его идеи продолжают жить и работать на науку, а его прекрасные человеческие качества продолжают служить примером для учеников и коллег. Будучи заместителем директора лаборатории по науке, он стал соавтором большинства работ, выполненных в ЛНФ при его жизни, хотя во многих случаях работы выполнялись по его идеям.

Директор ЛНФ И.М.Франк, академик, лауреат Нобелевской премии, увидел в Шапиро мощный генератор идей и предоставил ему возможности для их осуществления. Большинство исследований проводилось в ЛНФ по идеям Федора Львовича не потому, что он был руководителем, а потому, что среди всех выдвигаемых идей его идея была лучшей. Это была большая удача, что два таких человека как И.М.Франк и Ф.Л.Шапиро встретились и удачно дополняли друг друга.

А.В.Стрелков, В.И.Фурман