Физика в Харькове

Особое место в истории нашего города занимает физика, одна из самых прогрессивных областей современной науки, успехи которой во многом определяют облик человеческого общества будущего. При этом можно напомнить уже хрестоматийный факт, что успешное расщепление атомного ядра в Харькове в УФТИ - Украинском физико-техническом институте - послужило толчком к зарождению в СССР новой науки - ядерной физики. Здесь, в УФТИ, впервые в СССР были получены жидкий водород и жидкий гелий.
В УФТИ был создан первый отечественный радиолокатор. В УФТИ зародились всемирно известные научные школы теоретической физики, физики низких температур, физики твердого тела и материаловедения, физики высокотемпературной плазмы, радиофизики и электроники, радиоастрономии, физики ускорения элементарных частиц и ядерных реакций.
В послевоенное время УФТИ (ХФТИ) принял самое активное участие в реализации Атомного проекта Советского Союза. В короткие сроки был создан комплекс уникальных ускорителей электронов на высокие энергии.
По инициативе физика И.В.Курчатова, которого считают «отцом» советской атомной бомбы и под руководством К.Д.Синельникова в Харькове были начаты широкомасштабные исследования в области физики плазмы. Впоследствии был создан единственный в Украине научный центр, оснащенный разработанными в институте уникальными установками для решения задач проблемы управляемых термоядерных реакций проблемы энергообеспечения человечества.
ХФТИ принимал активное участие в реализации Аэрокосмической программы академика С. П. Королева.
 Начало истории физики

Первые этапы развития физики в Харькове связаны с Харьковским университетом, который в 2005 году отметил свое 200-летие.

Харьковский университет- один из старейших университетов Российской империи. Старше его всего на полвека Санкт-Петербургский и Московский, открытые в середине XVIII века.

В создании первого нестоличного (то есть не в Москве и не в Петербурге) университета Российской империи в провинциальном Харькове определяющую роль сыграли два ведущих деятеля Министерства образования - слобожанский помещик В. Н. Каразин (заинтересованный в том, чтобы университет был в его родном Харькове) и польский магнат С. И. Потоцкий, пригласивший из Польши и других западно-славянских стран ученых для работы в Харьковском университете.

Следующий видный ученый-физик появился в университете только в 1835 г. Это был Василий Иванович Лапшин (1809-1888), выпускник Петербургского университета. Он работал в Харьковском университете почти 30 лет- до 1863 г. В.И.Лапшин был инициатором начала в Харькове метеорологических наблюдений, результаты которых в 60-х годах XIX века публиковались в газете <Харьковские губернские ведомости>. В.И.Лапшин был одним из организаторов первых в Харькове воскресных школ. Их учащимся, совмещавшим работу с учебой, он предоставил возможность проводить занятия в физическом кабинете университета.

Конец XIX века (80-90-е годы) связан с работой в Харьковском университете еще одного видного физика - Николая Дмитриевича Пильчикова (1857-1908). Родился он в Полтаве, окончил Харьковский университет в 1880 г. и проработал в нем до 1894 г., пройдя путь от ассистента до экстраординарного профессора. С 1884 по 1902 г. он - профессор Новороссийского университета в Одессе. В 1902 г. возвращается в Харьков и до последних дней (19 мая 1908 г.) заведует кафедрой физики Харьковского технологического института (ныне Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт») Таким образом, большая часть его научной деятельности связана с Харьковом Он много сделал в области физики, геофизики, метеорологии.

 Послереволюционный период

В конце 1917 г. в Харькове была установлена Советская власть, но почти сразу же власть перешла к Центральной Раде. Во время гражданской войны город переходил из рук в руки многочисленных армий, воевавших на территории Украины. С февраля 1918 г. по январь 1919 г. Харьков был оккупирован немецкими войсками, с июня по декабрь 1919 г. - в нем войска Деникина, и только с начала 1920 г. в городе прочно восстанавливается Советская власть.

До науки ли тут было?
Впрочем, не очень было до науки и в последующие годы. Одним из первых актов новой власти была ликвидация университетов вообще. Харьковский университет был расформирован. В начале 20-х годов сложилось мнение об «архаичности» университетов, их «схоластичности», «неспособности к перестройке».

На базе физико-математического и историко-филологического факультетов университета (а также соответствующих отделений высших женских курсов) создали Временные высшие педагогические курсы (по приказу от 2 июня 1920 г.). Еще не успели они пройти фазу оформления, как были реформированы в новое высшее учебное заведение - Академию теоретических знаний (АТЗ) (теорзнаний, или «терзаний» , как ее сразу же стали называть студенты..). Эта академия в Харькове (главный наследник Харьковского университета) состояла из Института общественных наук (ИОН) и Института физикоматематических наук (ИФМН). Однако Академия просуществовала только год.

После изучения ее состояния комиссией Наркомобразования УССР в1921 г. Академия была преобразована в Институт народного образования. Основной задачей этого столичного педагогического вуза страны была подготовка учителей для трудовой общеобразовательной школы и техникумов. 31 марта 1922 г. ХИНО было присвоено имя А. А. Потебни. 11 августа 1930 г. в соответствии с постановлением Совнаркома УССР «Про реорганизацию сети и системы педагогического образования» на базе ХИНО были созданы четыре отдельных института: Харьковский институт социального воспитания (в январе 1931 г. он был переименован в институт народного образования, а вскоре - во Всеукраинский институт народного образования

II-й этап развития физики в Харькове

Второй этап развития физической науки в Харькове в основном связан с созданием в 1928-1930 гг. Украинского физико-технического института - УФТИ (так его часто называют в Харькове и до сих пор) - и с его деятельностью в предвоенные и военные годы в эвакуации.

В начале 30-х годов XX века был период индустриализации народного хозяйства СССР, первых пятилетних планов его реконструкции и развития. Руководство страны (в отличие от нынешнего в Украине, перед которым стоят теперь аналогичные задачи) отчетливо понимало, что эти планы не могут быть выполнены без передовой науки и основанных на ее достижениях новых передовых технологий. Назрел вопрос создания новых крупных научных центров, в первую очередь, физико-технического профиля в основных промышленных регионах страны. УФТИ в Харькове был первым из них.

Инициатива его создания, получившая активную поддержку Правительства, принадлежала директору Ленинградского физико-технического института (ЛФТИ) академику Абраму Федоровичу Иоффе, который 13 февраля 1928 г. (это первая знаменательная дата в истории УФТИ) обратился к председателю коллегии научно-технического управления Всесоюзного Совета народного хозяйства (НТУ ВСНХ) СССР со следующим письмом. По поводу организации в Харькове филиала ЛФТИ имею сообщить следующее. Там имеется сильная группа физиков, работающая в направлении технических применений этой науки и принимающая деятельное участие в хозяйственной жизни УССР.

Через три месяца, 16 мая 1928 г. (вторая знаменательная дата!), в Харькове, тогда столице Украины, в здании ВСНХ УССР по улице Карла Либкнехта, 18/20 (ныне ул. Сумская), состоялось заседание коллегии НТУ Совнаркома УССР (СНК УССР). На нем был рассмотрен вопрос об организации УФТИ, и 30 октября 1928 г. СНК УССР принимает соответствующее решение - утверждает Устав, штатное расписание и оргбюро в составе заместителя директора ЛФТИ проф. И. В. Обреимова (председатель), сотрудника ЛФТИ проф. Д. А. Рожанского и профессоров Харьковского университета А. В. Желеховского и Д. С. Штейнберга.
Проф. И. В. Обреимов, находившийся тогда в командировке в Лейдене, получает от А. Ф. Иоффе телеграмму: «Приезжайте немедленно организовывать Харьков».
Первая группа сотрудников ЛФТИ, 23 человека, выехала в Харьков. Известно, что Л. В. Шубников начал работать в УФТИ в 1931 г., а Л. Д. Ландау - в 1932 г.

Некоторые из них вскоре вернулись в Ленинград. В их числе глава Харьковской научной школы теоретической физики и первый руководитель отдела теоретической физики УФТИ Д. Д. Иваненко, которого в 1932 г. сменил Л.Д.Ландау.
О Дмитрии Дмитриевиче Иваненко, который уже в 1931 г. вернулся в Ленинград, пробыв в Харькове всего два года, в нашей историко-научнои литературе информации очень немного.  В 1924 г. он студент Ленинградского университета. Там он под именем «Димус» вошел в состав тройки молодых физиков, получивших в дальнейшем мировую известность. Кроме него, в ней состояли Г. А. Гамов (Джо) и Л. Д. Ландау (Дау).

Л.Д.Ландау и Д. Д. Иваненко окончили университет в 1927 г. и поступили в аспирантуру. В 1928 г. Д. Д. Иваненко по приглашению И. В. Обреимова едет с ним в Харьков, куда незадолго до этого переехали из Полтавы его родители. Он сразу же подключился к поискам места под строительство лабораторий УФТИ и через много лет с гордостью вспоминал, что именно он «разглядел подходящую площадку на ул. Чайковского». В УФТИ он становится первым заведующим отделом теоретической физики.

Физика атомного ядра

Еще раз подчеркнем, что тогда, в начале 30-х годов XX века, в Харькове проводились интенсивные экспериментальные исследования в области физики атомного ядра. Эти исследования увенчались в 1932 г. первым в Советском Союзе искусственным расщеплением ядра лития пучком ускоренных протонов. Общеизвестно, что именно эти ядерные исследования в УФТИ стимулировали интерес советских ученых, в частности И. В. Курчатова, к ядерной физике. По-видимому, интерес к ним Дмитрия Дмитриевича, возникший в Харькове, тоже был стимулирован ими.

В 1934 г. произошли события, перевернувшие всю жизнь Д. Д. Иваненко. После убийства С.М.Кирова пошла волна сталинских репрессий. Д.Д.Иваненко был арестован и сослан в Сибирь. Только заступничество В. И. Вавилова спасло Д. Д. Иваненко. Тем не менее ему пришлось до конца войны оставаться в Сибири, но это был все же не ГУЛАГ, а город Томск, где он преподавал в университете. Во время войны он переезжает в Свердловск (ныне Екатеринбург), куда эвакуировался физический факультет МГУ. Работает на физическом факультете МГУ, вместе с ним возвращается в Москву и до последних своих дней (1994 г.) продолжает работать в Московском университете. Обида на своих друзей, отвернувшихся от него в тяжелый период его жизни, вызвала их взаимную неприязнь. За совместную с Д. Д. Иваненко работу (теория синхротронного излучения), удостоенную в 1950 г. Сталинской (Государственной) премии, Ландау даже «отлучил» своего ученика Померанчука на некоторое время от участия в своем семинаре. Эта неприязнь, подпитываемая не всегда благовидным поведением и самого Д. Д. Иваненко, конечно, не могла не повлиять отрицательно на положение в среде коллег в последние годы его жизни.

Организация в 1928 г. УФТИ в Харькове открыла новую страницу в истории физики в Украине. Харьков в те годы был столицей Украины (1918-1934), и создание именно здесь всеукраинского института было вполне понятно. Задачей института было проведение исследований в области физики и техническая помощь промышленности крупного индустриального центра Украины. Следует особо отметить выдающуюся организаторскую роль в становлении УФТИ его первого директора И. В. Обреимова.

Паритет с Западом

В некоторых публикациях и выступлениях, посвященных истории отечественной физической науки, проскальзывает утверждение, что физическая наука пришла к нам из Европы, и с этим, в частности, связаны успехи молодого УФТИ. Действительно, некоторые молодые сотрудники ЛФТИ, до того как приехали в Харьков, стажировались в научных центрах Европы. Однако далеко не все. Много сделавший для «успехов молодого УФТИ» сотрудник ЛФТИ И. В. Курчатов не нашел для этого времени в довоенные годы, а в послевоенные поехал в Европу только в 1956 г., но не для того, чтобы что-то позаимствовать там, а для того, чтобы поделиться информацией о наших успехах в области физики плазмы и управляемого термоядерного синтеза. Не бывал за рубежом и Б. Г. Лазарев, заменивший Л. В. Шубникова на посту руководителя криогенной лаборатории УФТИ. Да и сам Л. В. Шубников был послан в 1926 г. именно в Лейден к де Хаазу в значительной степени потому, что у де Хааза возникли затруднения с выращиванием чистых и бездефектных монокристаллов, необходимых ему для исследований. А у Л. В. Шубникова уже был опыт в этом (известный метод Обреимова-Шубникова). Именно на выращенных Л. В. Шубниковым в Лейдене монокристаллах висмута ими были обнаружены осцилляции электросопротивления в магнитном поле при низких температурах. С тех пор это явление носит название «эффект Шубникова-де Хааза» . Ведущая роль Л. В. Шубникова в успехе этих экспериментов отчетливо осознавал сам де Хааз, и именно по его настоянию в серии посвященных им публикаций (Лейден, 1930 г.) фамилии авторов следовали не в порядке их положения в научной иерархии и не в алфавитном порядке, а так: L Schubnikov, W. J. de Haas. И сам эффект был назван не эффектом де Хааза-Шубникова (аналогично эффекту осцилляции магнитной восприимчивости - эффект де Хааза-Ван-Альфена), а именно эффектом Шубникова-де Хааза.

Так что поездки осуществлялись не только в одном направлении  - в Европу, а и в другом - из Европы к нам. В 1934 г. на три недели приезжал к нам всемирно известный физик Нильс Бор.
Состав сотрудников «молодого УФТИ» отнюдь не ограничивался шестнадцатью учеными, приехавшими из Ленинграда. Молодые кадры талантливых и квалифицированных инженеров-физиков готовились для УФТИ с первого дня его существования на харьковской земле. Сначала на физико-механическом факультете ХММИ, а, начиная с 1935 г., - на физико-математическом факультете Харьковского университета.
Одними из первых сотрудников молодого УФТИ стали выпускники тех лет физико-механических факультетов Ленинградского и Харьковского политехнических институтов.

Второе рождение УФТИ

В апреле 1944 г. коллектив института вернулся на свое родное место в Харькове. Тяжелое зрелище представилось вернувшимся: зияющие пустыми глазницами выбитые окна зданий, вытоптанные цветники, сгоревший жилой флигель и раскрошенная варварской миной центральная часть главного корпуса.

Перед коллективом института специальными распоряжениями правительства была поставлена задача полного восстановления могучей технической базы института. Небольшой коллектив приступил к ее выполнению. За истекшие три месяца пребывания в Харькове развернута работа по восстановлению основных агрегатов - электростатических генераторов для исследования атомного ядра и установок для получения сверхнизких температур.

Ожили израненные, но дорогие сердцу работников института здания. С утра и до глубокой ночи то в качестве ученых, то в качестве монтеров, слесарей, а подчас и грузчиков, работают научные работники УФТИ над восстановлением своего института.

Опережая график восстановительных работ, коллектив работников высоковольтной лаборатории поставил своей целью ввести в строй первый из генераторов на 1,5 миллиона вольт к 23 августа - дню годовщины освобождения Харькова от фашистских бандитов.

Этому возвращению предшествовали, однако, непростые события. Освобождена столица Украины Скоро наша академия вернется в Киев (!?)... Нужно восстанавливать украинскую науку. Украинский физико-технический институт должен находиться в столице Украины.

Когда Харьков был столицей, институт был в Харькове. Но сейчас восстанавливать его в Харькове не имеет смысла. Мы собираемся собрать всех украинских физиков и создать в Киеве мощный физический институт. Нас в этом вопросе поддерживает ЦК Компартии Украины и Украинское Правительство.

Основной движущей силой, добившейся возвращения УФТИ (ФТИ АН УССР) в Харьков был тандем К. Д. Синельников - И. В. Курчатов, только недавно возглавивший Атомный проект СССР. Исследования атомного ядра рассматривалось как ответственная государственная задача, серьезнейшая научная и техническая проблема... Оттого, кто ее решит раньше - мы или наши союзники, во многом зависело, каким будет послевоенный мир.

Были позарез нужны ядерные константы веществ, использование которых предполагается в ядерном котле. Но не было аппаратуры для их определения. Если начать ее создавать, то на это уйдут годы, а вы, харьковчане если поднатужитесь, то можете уже через год запустить свой электростатический ускоритель и начать измерения... Курчатов предложил следующий план  - постановление об организации в Харькове Лаборатории c1 (Лабораторией c2 была названа предшественница московского Института атомной энергии (ИАЭ), затем получившего имя И. В. Курчатова, дублирующая его лабораторию в ЛФТИ, отсюда и ее c 2. - Прим. авт.) и постановление  о назначении К. Д. Синельникова ее директором. Отдельно готовилось постановление о реэвакуации института из Алма-Аты в Харьков.Этот план был претворен в жизнь.

О том, как этот план претворялся, К. Д. Синельников рассказал в двух своих выступлениях - на партсобрании института 20 февраля 1945 года (год работы после реэвакуации) и на заседании Ученого Совета 6 апреля 1964 года (20-летие реэвакуации). « Я и Антон Карлович (Вальтер) были поставлены у руководства института в тяжелое для него время. Надо было добиваться постановлений об отмене ликвидации УФТИ, о реэвакуации, о вагонах.


Нужно было добиваться возвращения институту его помещений, жилых корпусов. Надо было добиваться сумм на восстановительные работы, фондов и т. д. и т. п. Кое-что нам удалось сделать в этом направлении. 4-го февраля 1944 г. было получено постановление СНК УССР о реэвакуации. В начале марта - распоряжение о предоставлении вагонов. 7-го апреля - постановление ГКО о восстановлении нашей высоковольтной ядерной лаборатории... 12-го ноября - о нашей криогенной установке.»

Выдающуюся роль в судьбе УФТИ сыграл академик Игорь Васильевич Курчатов. С его именем связаны многие этапы роста и успехи института. Именно благодаря И. В. Курчатову институт после войны не был переведен в столицу Украины Киев, а остался на своем прежнем месте, в Харькове.
В продолжение всей своей жизни академик Курчатов постоянно ставил перед ХФТИ новые задачи, связанные как с обороной страны, так и с решением энергетических проблем. Так было с подключением ФТИ АН УССР к участию в Государственных программах - Урановой и Аэрокосмической.

Так по его заданию в ХФТИ с I960 г. в Украине по существу началась «термоядерная эра». Тогда академик И. В. Курчатов посетил институт, ознакомился с ходом работ и поставил новую задачу- начать научную программу «Украина», конечная цель которой - разработка основ управляемого термоядерного реактора. Выполнение основных этапов этой программы сделало ХФТИ к концу 80-х годов единственным в Украине центром термоядерных исследований с современной экспериментальной базой. При этом Украина вошла в семерку стран мира, разрабатывающих проблему управляемых термоядерных реакций.

Успешное решение актуальных задач: ядерной физики и ускорителей, атомного реакторостроения, физики низких температур, радиационного материаловедения, вакуумной металлургии, физики плазмы в связи с проблемой управляемых термоядерных реакций, плазменной электроники, радиофизики и электроники, широкие теоретические исследования кардинальных вопросов современной физики при действенной поддержке И. В. Курчатова - способствовали бурному росту института.

Институт существенно расширился. Были сооружены огромные лабораторные и вспомогательные корпуса. В стиле работы могучего Министерства среднего машиностроения СССР за чертой города был построен научный поселок Пятихатки с развитой инфраструктурой: домами для сотрудников, средней школой, поликлиникой, больницей, клубом и кинотеатром. В поселке находится здание физико-технического факультета Харьковского национального университета имени В. Н. Каразина и общежитие для студентов. В 1993 г. ХФТИ первым в Украине приобрел статус Национального научного центра. К концу 80-х годов численность его сотрудников превышала 5 тысяч человек.


Физика низких температур

У читателя может возникнуть вопрос, а зачем вообще нужны низкие температуры и почему в этой области проводится так много исследований. Дело в том, что при изучении строения вещества тепловые колебания атомов решетки твердых тел, металлов и неметаллов, затрудняют измерения. Представьте вы хотите, к примеру, познакомиться с учениками в классе, а они все бегают туда-сюда. Понятно, что вы попросите их остановиться и занять свои места. Так и в физике, изучать атомы проще когда они находятся "на местах". А заставить их перестать двигаться можно лишь при низких или сверхнизких температурах.

А еще при низких температурах происходят удивительные вещи. Все газы, азот и другие, входящие в состав атмосферного воздуха становятся жидкими и ведут себя как жидкости. А некоторые жидкости, например гелий, при очень низких температурах даже становятся сверхтекучими. За «за пионерские исследования в теории конденсированного состояния, в особенности жидкого гелия» харьковский физик Лев Ландау был удостоен звания лауреата Нобелевской премии.

Экспериментальные работы в области физики низких температур и сверх-проводимости в криогенной лаборатории УФТИ были начаты в 1932 г. под руководством Л. В. Шубникова. В конце 1932 г. был получен первый жидкий гелий, что позволило начать экспериментальные работы в этой области температур. В 1934 г. был введен в работу стационарный ожижитель гелия и развернут широкий цикл исследований при низких температурах по физике сверхпроводимости, спектроскопии кристаллов, рассеянию нейтронов, магнитным явлениям при низких температурах, материаловедению, физике сжиженных газов и по другим научным и прикладным направлениям.

Физико-технический институт низких температур им. Б. И. Веркина (ФТИНТ) НАН Украины создан во исполнение Постановления Совета Министров УССР от 11 мая 1960 г. ФТИНТ проводит широкие фундаментальные исследования в области экспериментальной и теоретической физики на макро-, микро- и наноуровнях при низких и сверхнизких температурах, в области новых проблем математики и в области прикладной физики.

В институте создан комплекс для физических исследований при сверхнизких температурах (вплоть до температур порядка десятитысячной доли градуса Кельвина). В его состав входит уникальный рефрижератор растворения с гибридной системой циркуляции, введенный в действие в 1993 г. В 2001 г. Постановлением Кабинета Министров Украины №1709 этот комплекс утвержден как объект, который представляет национальное достояние Украины.

В институте сформировались широко известные научные школы, которые на сегодня являются базовыми при проведении научных исследований не только в Харькове, но также и в Украине в целом. Это школа экспериментальной физики низких температур (основы ее были заложены Л. В. Шубнико-вым, акад. Б. Г. Лазаревым и акад. Б. И. Веркиным); школа теоретической физики конденсированного состояния (основы были заложены акад. И. М. Лифшицем); школа математической физики (основатель - акад. В. А. Марченко).

Физика низких температур, включающая в себя физику макроскопических квантовых явлений, занимает особое место в развитии мировой науки. Именно в этой области в последние десятилетия получены наиболее весомые научные результаты, определяющие развитие современной физики. Научные исследования, которые проводятся во ФТИНТ по кинетике квантовых кристаллов, физической кинетике сверхтекучих растворов, электронным системам, локализованным над жидким гелием, микроконтактной спектроскопии, отвечают мировому уровню и, более того, в значительной мере, определяют этот
уровень.

Благодаря научным результатам, полученным научными сотрудниками Института, ФТИНТ им. Б. И. Веркина НАН Украины широко известен во всем мире. За годы существования института 22 ученых были избраны членами Национальной академии наук Украины.

Редакционно-издательская деятельность ФТИНТ НАН Украины поддерживает и развивает традиции издательской и научной деятельности в области физики и математики, которые имеют глубокие корни, восходящие к началу XIX века, когда в 1805 г. в Харькове был основан первый в Украине университет и начали выходить первые научные издания. С 1975 г. ФТИНТ издает журнал «Физика низких температур», который имеет самый высокий международный рейтинг среди физических научных изданий Украины (журнал также переводится на английский язык и распространяется Американским институтом физики). С 1994 г. ФТИНТ издает также «Журнал математической физики, анализа, геометрии»

Сегодня ФТИНТ им. Б. И. Веркина является одним из ведущих и наиболее известных научных физических центров Украины




 

По материалам книги: Толок В. Т., Коган В. С, Власов В. В. Физика и Харьков. - Харьков: Тимченко, 2009. - 408 с
Вернуться на домашнюю страницу
Добро пожаловать | О Харькове | Город официальный | Промышленность | Бизнес и право
Наука и образование | Культура и искусство | Досуг и туризм | Город и область | Что, Где, Когда | Интернет
Hosted by ConCom Ltd. Rambler's Top100 Яндекс.Метрика