Александр Григорьевич Зельдович: криогеника для физики высоких энергий

Криогенный отдел Лаборатории высоких энергий Объединённого института ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне на протяжении почти тридцати лет возглавлял Александр Григорьевич Зельдович — учёный, создавший криогенную базу для масштабных экспериментов по физике частиц и основавший научную школу, во многом определившую развитие этого направления в стране. Его установки снабжали физиков жидким водородом и гелием, позволяли строить пузырьковые камеры и сверхпроводящие магниты — то есть давали инструмент, без которого современная физика высоких энергий была бы немыслима.

Ранние годы и становление

Александр Григорьевич Зельдович родился 19 октября 1915 года в Москве в семье экономиста. После обучения в фабрично-заводском училище с 1932 года работал аппаратчиком синтеза аммиака на химкомбинате. Окончил Московский химико-технологический институт имени Д. И. Менделеева в 1936 году, защитив диплом по вопросам глубокого охлаждения.

В 1939–1941 годах Зельдович работал инженером-исследователем на Московском заводе кислородного машиностроения, а затем перешёл в Институт физических проблем АН СССР. В годы Великой Отечественной войны участвовал в создании установок для получения жидкого кислорода. Уже в 1943–1945 годах были запущены промышленные кислородные установки ТК‑200 и ТК‑2000 производительностью 200 и 2000 литров жидкого кислорода в час.

С 1946 года Зельдович работал над технологией промышленного получения дейтерия — изотопа водорода, необходимого для ядерных исследований. Впервые в мире он осуществил промышленное выделение дейтерия методом низкотемпературной ректификации жидкого водорода. За эту разработку в 1953 году он был удостоен Сталинской (Государственной) премии СССР.

Криогенная база для физики высоких энергий

В середине 1950-х годов в физике высоких энергий произошёл перелом. На Международной конференции по физике высоких энергий американский физик Луис Альварес сделал доклад о создании полуметровой жидководородной пузырьковой камеры в Беркли. Этот прибор позволял наблюдать траектории заряженных частиц непосредственно в жидком водороде — но для его работы требовались большие количества жидкого водорода и гелия.

Владимир Иосифович Векслер, научный руководитель Лаборатории высоких энергий ОИЯИ, оценив преимущества этого метода, решил развить аналогичную технику в Дубне и обратился к Петру Леонидовичу Капице за помощью в создании криогенной базы. Капица рекомендовал Зельдовича — уже известного специалиста в области криогенной техники.

В 1956 году Зельдович дал согласие возглавить эти работы и переехал из Москвы в Дубну. При переходе в Лабораторию высоких энергий ОИЯИ он получил «в приданое» маленький лабораторный ожижитель водорода ВОС‑3. В 1957 году он был запущен и стал базой для ускоренного развития работ по созданию жидководородных пузырьковых камер. С этого времени и до конца жизни — Зельдович ушёл из жизни 10 сентября 1987 года — вся его деятельность была связана с ОИЯИ.

Создание научной школы

С 1957 года Зельдович возглавил криогенный отдел Лаборатории высоких энергий и занимал эту должность до 1983 года, а затем до 1987 года руководил сектором. Именно под его руководством в лаборатории были разработаны водородные и гелиевые ожижители большой производительности, жидководородные пузырьковые камеры, водородные, дейтериевые и гелиевые мишени.

За время его работы с 1957 по 1973 год было проведено 430 научных семинаров. В его коллективе сформировалась научная школа, традиции которой продолжаются и сегодня. Как вспоминала его дочь Мария Александровна Зельдович, учёный был очень энергичным человеком, и его коллеги заражались от него энтузиазмом. «Когда запускалось оборудование, устранялись течи, они, можно сказать, жили на площадке, работали круглосуточно, с семьями».

В 1960 году Зельдович был удостоен Ленинской премии — за разработку химических технологий производства жидких водорода и дейтерия высокой чистоты. Ему также было присвоено звание Заслуженного изобретателя РСФСР.

Сверхпроводимость и новые горизонты

Для Александра Григорьевича было характерно острое чувство нового в науке. Поэтому он с большим энтузиазмом включился в работы по технической сверхпроводимости и вскоре стал одним из ведущих специалистов в этой области. Работы, проведённые коллективом научно-исследовательского криогенного отдела под его руководством, позволили начать создание в ОИЯИ сверхпроводящих ускорителей.

По словам главного инженера Лаборатории физики высоких энергий Николая Николаевича Агапова, хотя лаборатория и называется Лабораторией физики высоких энергий, «максимальное количество оборудования связано с низкими температурами и криогенной техникой. Естественно, развитие этого направления связано с научной школой, которую основал А. Г. Зельдович, начиная с 1957 года».

Наследие

Александр Григорьевич Зельдович оставил после себя не только научные труды, но и целое направление. Под его редакцией вышли такие фундаментальные работы, как «Криогенные приборы и устройства в ядерной физике» (1982) и «Справочник по физико-техническим основам криогеники» (1985). Созданная им научная школа продолжает работать, обеспечивая криогенной инфраструктурой проекты современного ускорительного комплекса NICA.

Он был человеком, который перевёл криогенную технику из лабораторного эксперимента в инструмент большой науки, а его разработки — от промышленного получения дейтерия до сверхпроводящих магнитов — до сих пор составляют основу многих технологий.