Электронный адреса, по которому находятся материалы книги Мурзина В.С. “Путь в науку и далее”:
http://phys.web.ru/db/msg/1186151
Из книги В.С. Мурзина “Путь в науку и далее”.
Содержание книги:
Мой учитель С.Н. Вернов
Первые шаги
Введение
Сделано в космосе
От усилителя к экватору
Она вертится!
Подпись бога заверяю...
Номер первый!
В вестибюле двухэтажного здания бюро пропусков ЛИПАНа царили полумрак и тишина. Мы, несколько человек из НИФИ-2, дожидались, когда будут готовы пропуска на семинар, которого я ждал с большим нетерпением. Предстояло услышать дискуссию о варитронах между авторами открытия А.И. Алихановым и А.И. Алиханяном и их оппонентами Д.В. Скобельцыным и С.Н. Верновым. Я был начинающим аспирантом, и эти имена казались мне принадлежащими к недоступному для меня миру. Знаком я был лишь с Сергеем Николаевичем Верновым, который любезно предложил мне быть его аспирантом. Медленно и томительно тянулись минуты ожидания. И вдруг в зале произошло что-то, возникло какое-то движение, то ли ветерок пронесся, – я не успел даже понять – в следующий момент открылась входная дверь, и в вестибюле возник Сергей Николаевич. С тех пор, вероятно, имя Вернова ассоциировалось у меня с движением. Я познакомился с Сергеем Николаевичем в 1949 г., хотя на его лекциях по физике космических лучей мне уже приходилось бывать. А более близкое знакомство состоялось так. Наш преподаватель по ядерной электронике Алексей Александрович Санин неожиданно предложил мне участвовать в экспедиции на экватор. Неужели я мог отказаться? Произошло это в самых последних числах декабря 1948 г. Сразу после зимних каникул я начал работать в лаборатории космических лучей. Конечно, я весьма смутно представлял себе, чем я должен заниматься. Знал только, что должен построить какой-то электронный прибор для измерений чего-то где-то там высоко на границе атмосферы. И я с энтузиазмом взялся за работу. На первых порах моим учителем была Ирина Михайловна Евреинова, старший лаборант, мастер на все руки, человек удивительной доброты и благорасположения...
Где-то в начале февраля в здании НИФИ-2 я спускался с четвертого этажа, где находилась лаборатория, Навстречу мне стремительно поднимался человек и, чуть не столкнувшись с ним, я вдруг понял, что это Сергей Николаевич.
"А почему вы не были на семинаре? – обратился он ко мне. – Вы должны ходить на все семинары, это по пятницам. В Долгопрудном. Запаситесь бутербродами." Зачем на семинаре бутерброды? – подумал я. Лишь позднее мне стало понятным значение этого предупреждения.
... Маленький автобус отправлялся от старого здания ФИАН на Миусской в 9 утра. Когда я пришел, в автобусе уже было несколько человек, в том числе, кроме Сергея Николаевича, мой непосредственный руководитель Н.Л. Григоров, А.Д. Соловьев и другие, незнакомые мне люди. Сергей Николаевич что-то оживленно обсуждал и, увидев меня, сказал: "Ага, ну что ж, поехали" – и автобус тронулся. Я по скромности приютился в самом конце салона, и до меня сквозь шум двигателя прорывались лишь отдельные обрывки фраз: "...высотный ход..., толщина поглотителя ..., присчет ..." – доносился громкий голос Сергея Николаевича. Оказывается, семинар уже начался.
...В Долгопрудном находилась станция по изучению космических лучей ФИАН, и оттуда с большой огороженной площадки производились запуски установок, подвешенных на длинных гирляндах воздушных шаров, применявшихся для подъема в атмосферу метеозондов. В Долгопрудном жили и работали многие сотрудники: А.Н. и Т.Н. Чарахчьян, А.М. Куликов, Ю.А. Смородин, Л.Т. Барадзей и др.
Сергей Николаевич открыл семинар. Обсуждались результаты одного из последних полетов. Докладывал Агаси Назаретович Чарахчьян. На этих первых семинарах я понимал далеко не все, но стеснялся задавать "глупые" вопросы, боясь прервать ход обсуждений.
Нужно отметить, что на семинарах присутствовало очень небольшое число физиков, непосредственно занятых в исследованиях с помощью шаров-зондов. Я был не единственным студентом на этих семинарах, но самым "зеленым". Вероятно, непонимание некоторых вещей рисовалось на моем лице. К своему удивлению я вскоре заметил, что Сергей Николаевич иногда прерывал докладчика и давал пояснения как бы специально для меня. Вообще атмосфера на семинаре была самая непринужденная. Докладчика прерывали все, и вскоре уже непонятно было кто докладчик, а кто слушатель – монологи слушателей иногда затягивались надолго. Вначале была какая-то физика, но вскоре все утонуло в методических вопросах. То и дело слышалось "а телесный угол мал?" "а присчет как учитывали?", "но был же и усчет" – это уже выражение Агаси Назаретовича. Я поглядывал на часы – время приближалось к часу дня, пора и закругляться – обсуждение длилось три часа. И действительно, Сергей Николаевич, наконец, сказал – думал, он объявит конец семинара: "Продолжим через полчаса, пора подкрепиться". Вот здесь-то я и понял предупреждение Сергея Николаевича о бутербродах.
Вскоре семинар возобновился, но, по-моему, все уже забыли, кто был докладчиком и выступавшие, как мне казалось, говорили о чем-то своем, об измерениях электронно-фотонной компоненты, об ионизации, порогах регистрации "толчков" и так далее. На самом деле все это относилось к единому комплексу вопросов – какова природа первичного космического излучения и его поведение в атмосфере. Сейчас трудно себе представить, что в 1949 году наука достоверно не знала знака заряда первичных частиц, механизмов передачи энергии космическими лучами вторичным компонентам и многого другого, что сейчас кажется само собой разумеющимся.
...После семинара, который закончился около 5 вечера, Сергей Николаевич спросил меня, каковы мои впечатления и я посетовал, что почему-то обсуждались, в основном, "присчеты" и "усчеты". И тут он дал мне первое указание. "Запомните, – сказал Сергей Николаевич, – эксперимент – это на 90% методика".
Постепенно, от семинара к семинару, мне все яснее становилась программа исследований. Сергей Николаевич очень широко и четко поставил задачу: определить природу первичных космических частиц. Для решения вопроса был использован метод, применявшийся в экспериментах С.Н. Вернова еще в довоенные годы – подъем научной аппаратуры на воздушных шарах-зондах с передачей всей информации по радио. В дальнейшем аппаратура, поднимаемая на воздушных шарах, усложнялась и тяжелела. Приходилось использовать целые связки, состоящие из нескольких десятков шаров, аппаратура включала разнообразные детекторы и средства их обработки: а также автоматику, управлявшую программой измерений. Создавались целые летающие лаборатории, явившиеся прообразом тех автономных систем, которые сейчас широко используются на спутниках и межпланетных станциях.
Программа включала два этапа. Во-первых, нужно было оценить природу первичных космических частиц: легкие или тяжелые, электроны или протоны? Во – вторых, каков знак заряда первичных космических частиц? Итак, что же нам шлет Космос? Протоны? Электроны? Позитроны? А вдруг и антипротоны (в то время они еще не были открыты)?
По инициативе С.Н. Вернова в лаборатории космических лучей НИФИ-2 были созданы установки для измерения каскадов, создаваемых космическими частицами. Если первичное излучение состоит из электронов или позитронов, то, попадая на слой тяжелого вещества (например, свинца), оно вызовет появление электронно-фотонного каскада. Измеряя зависимость числа частиц от толщины слоя свинца, можно оценить энергию частиц, создающих каскад. Такие эксперименты были выполнены вскоре после войны с помощью установок, включающих сферические ионизационные камеры для измерения ионизационного эффекта, окруженные слоями свинца различной толщины. Во время полета свинцовые поглотители, изготовленные из полусфер, раскрывались, и камера измеряла поток в свободном пространстве. Толщина свинца варьировалась от полета к полету, а измерения в открытом пространстве служили для нормировки результатов. Измерения обнаружили существование каскадного размножения частиц, но ... их энергия оказалась слишком малой, много меньше той, какую должны иметь первичные частицы на данной геомагнитной широте. Итак, первичные космические частицы имеют большую массу. Оставалось определить знак их заряда.
Как известно, магнитное поле Земли достаточно сильно. Оно отклоняет даже тяжелую магнитную стрелку компаса. Что же говорить об "элементарных" частицах? Они просто роями завиваются вокруг силовых линий магнитного поля Земли. Особенно сильно влияет на заряженные частицы магнитное поле на экваторе. Вертикально падающие однозарядные частицы не могут достичь границы земной атмосферы, если их энергия меньше 15 ГэВ. Все такие частицы полностью отражаются обратно в космос независимо от того, положительный или отрицательный заряд они несут. Иначе обстоит дело для частиц, движущихся по направлениям близким к горизонтали. Частица с положительным зарядом может приблизиться к Земле с Запада, двигаясь по спиральной траектории со сравнительно малым радиусом кривизны, т.е. с небольшим импульсом. Расчеты показывают, что частице достаточно иметь импульс около 10 ГэВ/с и она сможет достичь границы атмосферы. Эта энергия соответствует энергии ускорителя в Дубне. Иная картина для частиц с Востока. Малый радиус кривизны невозможен, так как траектория в этом случае будет проходить через тело Земли и частица поглотится. Поэтому для нее единственный способ достигнуть нашего прибора с Востока – это строго следовать вдоль поверхности земного шара. Таким образом, радиус кривизны должен быть больше радиуса Земли. А это требует энергии более 60 ГэВ, т.е. энергии ускорителя в Протвино, построенного лишь в 1967 году. В 1949 г., естественно, не было ускорителей ни в Дубне, ни в Серпухове.
Если первичные частицы заряжены положительно, то интенсивность с западного направления должна быть много больше, чем с восточного, так как частиц низких энергий в космическом излучении значительно больше, чем высокоэнергичных (интенсивность падает, как E-1,5). В глубине атмосферы эффект невелик: первичные частицы до уровня моря практически не доходят. На этом и была основана идея опыта – сравнить интенсивность космического излучения приходящего с Запада и Востока на экваторе и выяснить зарядовый состав первичного космического излучения.