Голубое свечение и эффект случайности — 120 лет со дня рождения академика Павла Черенкова

Молодой выпускник Воронежского университета Павел Черенков в 1930 году после успешного собеседования поступил в Ленинградский физико-математический институт Академии наук. Его научным руководителем стал Сергей Вавилов, основатель научной школы физической оптики в СССР, крупнейший специалист в области люминесценции, президент Академии наук СССР.

Вавилов распределил между своими аспирантами темы диссертаций. «Самая простенькая, малопривлекательная, не обещавшая интересных выводов тема — по исследованию люминесценции — досталась Павлу, по-видимому, как самому провинциальному из аспирантов», — вспоминала дочь Черенкова. Никто тогда и подумать не мог, что такое «лёгкое» исследование приведёт к настоящему прорыву.

Когда Черенков приступил к исследованию люминесценции растворов ураниловых солей под действием гамма-лучей, он обнаружил, что прозрачные жидкости при облучении быстрыми заряженными частицами начинают испускать специфическое голубое свечение, и пришёл к выводу, что свечение по свойствам отличается от люминесценции.

Учёные неоднократно становились свидетелями ложных открытий из-за некорректных экспериментов и вольных интерпретаций, поэтому не отнеслись серьёзно к результатам Черенкова. Однако молодые физики Илья Франк и Игорь Тамм взялись за объяснение голубого свечения и в 1937 году разработали Теорию черенковского излучения. Они пришли к выводу, что свечение вызывают частицы, движущиеся через плотную среду со сверхсветовой скоростью: когда частицы высоких энергий прошивают воду на такой скорости, что обгоняют движущийся в ней же свет, возникает «электромагнитная ударная волна», то самое загадочное свечение.

Ознакомившись с идеей Тамма и Франка, Черенков предложил использовать свечение для измерения скоростей, зарядов и других характеристик частиц высоких энергий. Так появились детекторы элементарных частиц или так называемые «черенковские счётчики», улавливающие частицы в ускорителях. Один из наиболее современных примеров использования таких детекторов — крупнейший в Северном полушарии глубоководный Байкальский нейтринный телескоп Baikal-GVD, предназначенный для регистрации и исследования потоков нейтрино.

В 1958 году Черенков, Тамм и Франк стали первыми отечественными лауреатами Нобелевской премии по физике «за открытие и истолкование эффекта Черенкова». Поясняя выбор Шведской королевской академии наук, её член Манне Сигбан отметил, что «открытие явления, ныне известного как эффект Черенкова, представляет собой интересный пример того, как относительно простое физическое наблюдение при правильном подходе может привести к важным открытиям и проложить новые пути для дальнейших исследований».

В 1970 году Черенкова избрали в действительные члены Академии наук СССР.

Фото: РИА Новости / Марк Редькин