Павел Черенков. Российский провинциал, вдохновивший фантастов

«Ныряя в пространство Черенкова, «Сторожевой» покрывал расстояние, ну скажем, между Солнцем и Капеллой, заключавшееся в сорока шести световых годах за каких-то шесть недель».

«Через неделю мы вышли из пространства Черенкова в намеченном месте, идя по инерции со скоростью близкой к скорости света, обменялись сигналами с другими, уже пришедшими туда кораблями». 

«Генераторов Черенкова еще хватало на то, чтобы два раза облететь вокруг Галактики».

Это цитаты из роман американского фантаста Роберта Хайнлайна «Звездный Десант». Произведение увидело свет в 1959 году, когда вся планета грезила космосом. Вот-вот человечество должно было покинуть свою земную колыбель и отправиться покорять безграничные пространства вселенной. Особенно воодушевляющими были открытия советского ученого Павла Черенкова.

Звезда мировой науки происходил их крестьян. Он родился 28 июля 1904 года в селе Новая Чигла, что ныне относится к территории Воронежской области. Мальчик тянулся к знаниям, но его мачеха считала, что образование – это ненужная блажь и всячески противилась учебе Павла. Однако, чем строже был запрет, тем лучше учился ее пасынок. В 1924 году Черенкову удалось поступить на физико-математическое отделение Воронежского государственного университета.

Отработав несколько лет учителем, Павел Алексеевич поступил в аспирантуру Физико-математического института АН СССР в Ленинграде, где защитил кандидатскую и докторскую диссертации. Еще будучи аспирантом, Черенков, изучая люминесценцию прозрачных жидкостей под действием гамма-лучей, обнаружил неизвестное голубое свечение. Его невозможно было «погасить» нагреванием жидкости или при помощи примесей. Да и от химического состава среды яркость свечения не зависела.

Проделав множество опытов, ученый пришел к выводу, что наблюдаемый им эффект не люминесценция, а нечто иное… Но что?

Оказывается, излучение вызывали электроны, которые двигались со сверхсветовой скоростью. Как такое может быть? Это придумают фантасты, да и то только после войны.

Но экспериментируя вновь и вновь ученые выяснили, что в прозрачной жидкости скорость света меньше, чем в вакууме. Поэтому частицы там действительно могут двигаться быстрее, чем свет. Явление получило название «черенковское излучение» или «эффект Черенкова». Объяснить его смогли советские физики Илья Михайлович Франк и Игорь Евгеньевич Тамм. Нобелевскую премию «за открытие и истолкование эффекта Черенкова» в итоге они тоже разделили на троих.

Илья Михайлович Франк родился 23 октября 1908 года в Санкт-Петербурге в семье математика. После окончания физико-математического факультета Московского государственного университета, первоначально его основной специализацией была оптическая физика, однако его учитель Сергей Вавилов (он же был научным руководителем Черенкова) в 1933 году предложил способному к глубокому научному анализу сотруднику перейти в ядерную физику.

Игорь Евгеньевич Тамм был самым старшим. Он появился на свет 8 июля 1895 года во Владивостоке в семье инженера. Московский университет окончил в 1918 году с дипломом по физике. После кратковременного увлечения политикой начал академическую карьеру. Основные направления научного творчества Тамма относятся к квантовой механике, физике твёрдого тела, теории излучения, ядерной физике, физике элементарных частиц, а также к решению ряда прикладных задач.

Илья Михайлович Франк и Игорь Евгеньевич Тамм (nobelprize.org)

Скорость света в вакууме – это абсолютная величина скорости распространения электромагнитных волн, в точности равная 299 792 458 м/с. Она относится к фундаментальным физическим постоянным, которые характеризуют не просто отдельные тела или поля, а свойства пространства-времени в целом.

Даже нам сложно поверить в возможности сверхсветового движения, что уж говорить о людях живших в середине ХХ века.

«Оптика источников света, движущихся в преломляющих средах», - так называлась Нобелевская лекция по физике, которую в 1958 году прочитал Илья Франк. В своем выступлении ученый подчеркнул, что эффект Черенкова - это частный, хотя и очень интересный пример. «В этой области явлений имеется широкий круг вопросов, связанных с излучением источников света, движущихся в преломляющих средах», - обратил внимание слушателей Илья Михайлович. Ученый оказался прав. И хоть нам пока не дано перемещаться со сверхсветовой скоростью, эффект Черенкова до сих пор используется в науке и медицине, например, в лучевой терапии при онкологических заболеваниях. Также открытие привело к созданию нового метода измерения скорости высокоэнергетических ядерных частиц, который имеет огромное значение в современной экспериментальной ядерной физике

atomic-energy.ru

По сей день вопрос практического применения эффекта Черенкова находится в фокусе внимания ученых. В 1995 году российский физик Сергей Красников предложил гипотетический механизм для сверхсветового движения, связанный с искривлением пространства-времени в специально созданных тоннелях.

Проект «Нобелевские лауреаты» выполняется при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках Десятилетия науки и технологий, объявленного Указом Президента Российской Федерации от 25 апреля 2022 г. № 231.