Об истоках теоретической группы "эталонной" лаборатории в ФИАНе
В.А.Петрунькин
Молва гласит, что
А.М. Балдина и В.В. Михайлова, студентов
МИФИ, привел еще в старый ФИАН в конце 1947
или начале 1948 года тогда еще кандидат наук М.С. Рабинович (в простонародье
Муся) с целью, чтобы молодые люди помогли
ему рассчитать движение частиц в
ускорителе с разрезным магнитом. Потом
полученные студентами результаты будто бы
использовались при написании проекта
большого протонного ускорителя на 10 ГэВ,
который планировали построить в
окрестности Иваньковской плотины на Волге.
В 1949 году вышеназванные студенты
закончили МИФИ и стали сотрудниками "эталонной"
(ускорительной) лаборатории В.И. Векслера
уже на законных основаниях.
В
те годы в ФИАНе шло бурное строительство
новых ускорителей, работа которых
основана на открытом в 1944 году В.И.
Векслером принципе автофазировки. Еще в
старом ФИАНе в 1947 году заработал
электронный синхротрон на 30 МэВ. На
территории так называемого "Питомника"
в конце 1949 года состоялся запуск первого в
Европе электронного синхротрона (С-25) на 250
МэВ. В 1953 году уже на территории нынешнего
ФИАНа вошла в строй модель большого
протонного ускорителя на 180 МэВ, в
дальнейшем переделанного в электронный
синхротрон на 680 МэВ.
Именно
в этот период "бури и натиска" встал
серьезно вопрос об использовании
созданных ускорителей для физических
экспериментов. Под влиянием инженера и
экспериментатора В.И. Векслера и
известного (особенно как автора статьи в
журнале "Вопросы философии")
теоретика М.А. Маркова на ускорителе С-25
постепенно начинают разворачиваться
экспериментальные исследования процессов
фоторождения пионов и фоторасщепления
атомных ядер. А что же наши бывшие студенты?
А.М. Балдин и В.В. Михайлов поняли
исторический момент и быстро
переквалифицировались из ускорительщиков
в теоретиков по физике элементарных
частиц и образовали костяк теоретической
группы М.А. Маркова. В 1950-1953 годах ими были
выполнены расчеты дифференциальных
сечений пионного фоторождения на протоне
и дейтроне при низких (вблизи порога)
энергиях в рамках однонуклонного (полюсного)
приближения и исследована изотопическая
структура адронного электромагнитного
тока. В частности, была высказана гипотеза
о доминировании вкладов изовекторных
токов в амплитудах пионного фоторождения
на нуклоне. На основе полученных
результатов теоретического изучения
разных процессов пионного фоторождения А.М.
Балдин написал и успешно защитил в 1953 году
кандидатскую диссертацию. Отмечу, что за
год до этого события ему было присвоено
звание мастера спорта по альпинизму. К
сожалению, этот год был омрачен трагическим
событием. В горах погиб В.В. Михайлов, с
которым были сделаны первые шаги в науке и
спорте.
В
тесном контакте с экспериментаторами А.М.
Балдин продолжал изучать фоторождение
нейтральных и заряженных пионов на
нуклоне до середины 60-х годов. Часть работ
на эту тему была им выполнена в
соавторстве с А.И. Лебедевым, который
пришел в лабораторию в 1955 году.
Одновременно с ним М.А. Марков привел к А.М.
Балдину своего дипломника и автора
настоящей заметки. Так в "эталонной"
лаборатории образовалась маленькая
теоретическая подгруппа из трех человек,
работающих в более или менее тесном
контакте с экспериментаторами. Ее руководитель и
рядовые члены были тогда еще молодыми
людьми и между ними быстро возникли
дружеские отношения. А.М. Балдин
ненавязчиво предлагал разные темы для
работы, часто давал дельные советы. Я
изредка ездил с ним по воскресным дням в
Царицыно, где на стенах дворцовых развалин
получил первые уроки скалолазания. В то
время в институтах АН было принято
устраивать вечера с танцами, куда с
удовольствием ходили и молодые сотрудники
института, и завлабы с женами. А.М. Балдин
приходил обычно со своей женой Таней,
которая могла и как мне кажется, любила
танцевать. Во время танца она иногда меня
спрашивала, когда же Саша защитит
докторскую диссертацию, а я отвечал ей с
глубокомысленным видом, что это
произойдет в недалеком будущем. В своем
ответе я учитывал, что наш тогдашний
заведующий лабораторией, очень
ответственно относился к такого рода
событиям, особенно если они происходили с
теоретиками. Сейчас я, конечно знаю, что
это характерная черта многих больших и
маленьких руководителей. Однажды на один
из таких вечеров, кажется новогодний,
пришли Л.Д. Ландау
и А.С. Компанеец и стали высматривать
симпатичных девушек, но мы своих знакомых
умыкнуть им не дали.
Много шума
произвело в свое время предположение А.М.
Балдина о возможном существовании
четвертого пиона (изотопического скаляра),
основанное на теоретическом анализе
некоторых экспериментальных данных. Оно
стимулировало новые эксперименты во
многих лабораториях мира. Очень интересно
развивались события с интерпретацией
данных Прокошкина. Сначала казалось, что
так называемый пи-ноль-мезон проявляется
на уровне достоверности в 5-6 стандартных
ошибок, но дальнейшее увеличение
статистики отменило намечавшееся
открытие. В 1960 году А.М. Балдину было
присвоено звание доктора ф.-м. наук по
совокупности работ, а в 1973 году большой
группе сотрудников лаборатории вместе с
ним была присуждена Государственная
премия.
Трудно в короткой заметке
рассказать обо всех интересных и важных
работах, выполненных в те годы в
лаборатории с участием А.М. Балдина, но
следует отметить еще одно направление
экспериментальных и теоретических
исследований, в котором он принял участие.
В 1951 году на "Питомник" пришел босиком
(так гласит молва) из Института химической
физики доктор наук В.И. Гольданский. Он
пришел не с пустыми руками, а с идеей (была
им предложена и схема опыта, но ее сразу
раскритиковали наши гении) исследовать
упругое рассеяние фотона протоном. Цель -
экспериментально открыть структуру
протона. Вспомните, что некоторые очень
сильные теоретики писали и уж тем более
говорили, что никакой структуры у
элементарных частиц нет и быть не может. В
то же самое время считалось, что
переносчиками ядерных сил являются пионы,
что подразумевает существование у адронов
пионной шубы. Как известно, приблизительно
в то же время на стэнфордском линейном
ускорителе Р. Хофштадтер подготавливал
эксперимент по упругому рассеянию
электрона на протоне. В 1956 году наша группа
опубликовала свои результаты в журнале «Доклады
АН»: экспериментальные точки заметно
отклонялись от теоретического
дифференциального сечения рассеяния
фотона на точечном протоне с аномальным
магнитным моментом. Никакой убедительной
интерпретации полученного результата в
статье не было, а она могла быть, если бы
участники эксперимента внимательнее
прочитали только одну страницу из цитированной ими статьи А.
Кляйна в журнале «Phys. Rev.» за 1955 год.
Американская группа из Стэнфорда
опубликовала свои данные по радиусу и
формфактору протона в 1955-1958 годах.
Результат этого соревнования хорошо
известен: Р. Хофштадтер получил
нобелевскую премию. В 1960 году группа В.И.
Гольданского получила более точные данные
по дифференциальному сечению рассеяния
фотона протоном ниже порога пионного
фоторождения и извлекла из них впервые
экспериментальные значения электрической
и магнитной поляризуемостей протона. При
фитировании этих данных использовалось
безмодельное теоретическое сечение,
полученное мной из строгой
низкоэнергетической теоремы, и значение
суммы поляризуемостей протона,
приближенно вычисленное А.М. Балдиным по
выведенному им в 1957 году дисперсионному
правилу сумм. В настоящее время это
правило сумм обычно называют правилом
сумм Балдина - Лапидуса или просто п.с.
Балдина. Это один из строгих результатов в
теории электромагнитных взаимодействий
адронов. Теперь экспериментальные
значения поляризуемостей протона
постоянно публикуются в таблицах PDG.
Интересно, что измерения поляризуемостей
протона за рубежом были повторены только
через тридцать лет. В настоящее время
такого рода эксперименты проводятся во многих центрах, где
имеется подходящий по энергии пучок
фотонов. В последние годы опубликовано
также много статей, в которых
поляризуемости протона вычисляются в
разных кварковых моделях и теоретических
приближениях, в частности в КХД на решетке.
Со временем наша
теоретическая подгруппа расширилась и
стала группой. Пришли С.Ф. Семенко и В.Н.
Фетисов. Они стали активно развивать
некоторые направления ядерной физики:
теорию мультипольных резонансов, теорию
фотоядерных реакций и теорию гиперядер. В
этих направлениях ими были получены новые
результаты и некоторые из них вместе с А.М.
Балдиным. До перехода на работу в ЛВЭ ОИЯИ
А.М. Балдин активно интересовался и этой
проблематикой. Немного позже сотрудниками
группы стали Л.В. Фильков и В.А. Царев. Их
приход привел к дальнейшему расширению
проблематики. Первый выполнил
дисперсионные расчеты амплитуды упругого
рассеяния фотона на протоне, а второй
теорию Редже применялась для описания
экспериментальных данных уже других
лабораторий по разным адронным процессам
при высоких энергиях.
Петрунькин Виктор Алексеевич, к.ф.-м.н., отдел физики высоких энергий ФИАН.
