Сделано в космосе (стр. 2 из 3)

По инициативе Сергея Николаевича и была снаряжена 2-ая советская экваториальная экспедиция 1949 года (первая была организована в 1937 году на танкере "Серго Орджоникидзе" для систематического исследования широтного эффекта первичных космических частиц). Следует вспомнить, что американский ученый Джонс уже пытался выполнить измерения интенсивности с Запада и Востока, но не обнаружил разницы. Однако его методика была несовершенной. Установка в полете вращалась нерегулярно, и направления путались. В нашем институте под руководством Сергея Николаевича была создана надежная аппаратура, строго фиксировавшая ориентацию прибора в полете.

Для участия в этой экспедиции и пригласил меня А.А. Санин. Я должен был построить установку для регистрации сильно ионизирующих частиц с помощью ионизационной камеры, так называемых "толчков" – всплесков ионизации, возникающих в результате расщепления ядер в стенках ионизационной камеры, или прохождения через камеру частиц с повышенной ионизацией (медленных протонов или ядер). Трудность была в том, что необходимо было передавать по радио амплитуду сигнала. Задача решалась, как и теперь, путем трансформации амплитуды в длительность сигнала. Кто-то мне сказал: что метод был предложен А.Е. Чудаковым. Мой непосредственный научный руководитель предложил мне электронную схему. Я должен был смонтировать и наладить несколько таких приборов, а также сделать сферические ионизационные камеры и заставить их устойчиво работать в импульсном режиме.

Перед одним из семинаров я увидел в коридоре Долгопрудненской станции сидящего на окне молодого человека, постарше меня, но все же молодого. Я подошел к нему, догадываясь, что он тоже приехал на семинар. И действительно мы быстро нашли общий язык. В ходе разговора он спросил меня, чем я занимаюсь, и я сказал ему, что делаю электронику для измерения ионизационных эффектов в стратосфере. "По методу Чудакова", – добавил я и вдруг увидел, что лицо сидящего передо мной человека заливается краской. Я догадался, что это и есть Чудаков...

Но главной задачей экспедиции было, безусловно, определение знака заряда первичного космического излучения. Этот крупный эксперимент сыграл важную роль не только в развитии науки в НИИЯФ МГУ, но, без всякого преувеличения, во всем мире.

После окончания МГУ по предложению Сергея Николаевича я остался в аспирантуре и продолжал исследования широтного эффекта ядерных расщеплений в стратосфере. Фактически у меня уже был почти готов материал для диссертации. Было выполнено несколько полетов на экваторе, а также полеты в Японском море (на "Витязе") и под Москвой в Долгопрудном. Решено было еще провести измерения в Средней Азии в городе Ош (в Киргизской ССР). Речь шла в основном об анализе результатов. Но по ряду причин мне пришлось прервать работу над диссертацией. В мае 1951 года Сергей Николаевич направил меня на работу в Капустин Яр, на космодром, известный в те времена под названием "Капъяр". На первых советских ракетах во время их испытательных полетов можно было выполнить измерения космического излучения до высот в 100 км. Одним из руководителей этой работы в "Капъяре" был А.Е. Чудаков. Но в июле того же года я смог продолжить свою работу над диссертацией и отправился в город Ош. С осени, когда вновь начались семинары в Долгопрудном, моя работа обсуждалась там неоднократно и нелицеприятно. Критика сыпалась на меня со всех сторон, я едва находил аргументы в пользу своей позиции – одним из выводов было сохранение у протона после взаимодействия с ядрами элементов, входящих в состав воздуха, более половины начальной энергии (сейчас это называется эффектом лидирования). И, наконец, Сергей Николаевич сказал мне:

– Все, достаточно. Пишите.

Я начал писать работу, но, как оказалось, я был не в состоянии остановиться, Мы регулярно встречались с Сергеем Николаевичем (происходило это большей частью у него дома в квартире, переоборудованной, как мне казалось, из чердачного помещения под крышей старого дома на улице Горького) и он внимательно прочитывал мою писанину, обрушивая на меня целый каскад идей и замечаний, в то же время требуя, чтобы я закруглялся. А я, увлеченный его предложениями, так и этак обрабатывал результаты, строил тысячи разных графиков и каждый шаг вызывал появление все новых вопросов. Не мог я остановиться и все тут. Наконец, терпение Сергея Николаевича лопнуло, и он сказал мне:

– "Владимир Сергеевич, (кстати, он почему-то называл меня по имени-отчеству, несмотря на мой юный возраст) даю вам еще двое суток. Послезавтра в 9 вечера вы ставите точку, даже если это случится посреди слова. Кончайте!"

Темным зимним вечером на "чердаке" было свежо. Мы сидели, накинув на плечи пальто.

После защиты диссертации Сергей Николаевич позвал меня и спрашивает: "Какие у вас планы?" И не дожидаясь моего ответа: "А не хотите ли поискать нейтральный мезон?" Речь шла о нейтральном мю-мезоне. В то время еще не было современной классификации частиц и ниоткуда не следовало, что нейтрального мю-мезона не существует. Идея эксперимента была простой: нужно построить многослойную систему из газоразрядных счетчиков, расположив отдельные слои детекторов на различных глубинах под землей. Если включить на совпадения верхний и нижний слои и регистрировать картину в промежуточных слоях, то в некоторых случаях заряженный мю-мезон (так и хочется сказать мюон, но тогда такого названия еще не было) после взаимодействия с ядром перезарядится в нейтральный, и ряд детекторов ничего не отметят. После повторного взаимодействия мю-мезон вновь станет заряженным и запустит установку. Может быть, нейтральный мезон проявит себя.

– Достаточно вы повитали в заоблачных высотах, – сказал Сергей Николаевич, – спуститесь-ка под землю.

Надо сказать, что шел 1954 год. На Ленинских горах уже взметнулось ввысь здание МГУ, и был на подходе 20-й корпус с его подземной лабораторией.

Я с удовольствием засел за расчеты, но – увы – очень скоро обнаружил, что при разумных размерах установки многократное рассеяние мю-мезонов будет выводить их из телесного угла и возвращать обратно, что будет приводить к появлению пропусков в слоях детекторов и имитировать нейтральные мю-мезоны. Увы, эксперимент не состоялся.

После этого случая на целый ряд лет мои прямые контакты с Сергеем Николаевичем прервались – я занялся созданием и наладкой первого в мире и второго ионизационных калориметров, которые были построены на Памире. Первый вступил в строй 24 июля 1957 года. В том же году были получены и результаты, подтвердившие перспективность нового метода исследования адронов, фотонов и лептонов.

Но в конце 1957 года произошло событие, обозначившее наступление новой эры. В Советском Союзе был запущен первый спутник, а вскоре и второй и третий, на которых были получены научные результаты. Совершенно неожиданно для многих на высотах более 300 км был обнаружен гигантский всплеск интенсивности космического излучения. Советские установки зарегистрировали рост интенсивности в приполярных широтах, американские – у экватора. Если открытием считать обнаружение неожиданного природного явления, то этот результат определенно претендовал на открытие. Сергей Николаевич считал (и это проявлялось неоднократно), что в таких случаях нужно бросить все другие дела и заняться именно этим. Он привлек к работе многих и вновь, как и в прежние времена сравнительно узкий круг физиков стал регулярно встречаться для обсуждения проблемы повышенной интенсивности. На этот раз "семинары" проходили на квартире Александра Игнатьевича Лебединского в Главном здании МГУ, и опять обсуждения продолжались многие часы, но теперь бутерброды готовила жена Александра Игнатьевича.

Было ясно, что работает ловушка, существующая в магнитном поле Земли. Она была известна в теории давно, еще с начала века. Ни одна частица, попавшая в нее, не может ее покинуть, но ни одна не может и попасть в нее. Классик сказал, что по этой причине ловушка пуста, и на протяжении десятилетий эта мысль кочевала из учебника в учебник. И вот теперь пришлось схватиться за голову: откуда же там частицы? Сергей Николаевич поручил мне рассчитать так называемый нейтронный механизм. Нейтроны, попадая в область ловушки, распадаются там на протоны и электроны, которые, будучи не в состоянии выбраться оттуда, накапливаются и образуют зону повышенной радиации. Нейтроны могут достигать ловушки, приходя от Солнца (но таких сравнительно мало), или из земной атмосферы (т.н. "нейтроны альбедо"). Сергей Николаевич объявил "конкурс" на название нового явления. Было много вариантов, но в конце концов было принято предложение Сергея Николаевича и новое явление получило крещение под именем "Земное корпускулярное излучение" (сейчас чаще употребляют американское название "Радиационные пояса Земли").

Моя рабочая нагрузка удвоилась, никто не освобождал меня от работ с калориметром. Работа по альбедному механизму была очень объемной, а вычислительных машин не было. Все приходилось считать вручную, многочисленные интегралы, в том числе расходящиеся, приходилось вычислять по старым правилам, рисуя график функции и вычисляя площадь с помощью курвиметров. Сергей Николаевич буквально висел надо мной. Шло негласное соревнование с американцами. И вот статья уже послана в печать, но без двух последних графиков – не считаются те самые расходящиеся интегралы, но наконец все закончено¹. Можно перевести дух.