Необъяснимые поначалу явления всегда захватывают ум. Иногда сначала кажется, что происходит какая-то магия, но затем ты находишь этому научное объяснение. Такое случилось и с нашим сегодняшним героем — Павлом Алексеевичем Черенковым. В 1933 году он открыл необычное явление свечения чистой воды под действием радиоактивного излучения. Спустя 25 за открытие и объяснение излучения Вавилова-Черенкова сам Черенков, а также двое его коллег — Игорь Тамм и Илья Франк — получили Нобелевскую премию по физике.
Открыватель этого эффекта — Павел Черенков — родился в июле 1904 года в селе Воронежской области в крестьянской семье. В своем родном селе Павел Алексеевич получил начальное и среднее образование, и, благодаря врожденной тяге к знаниям, смог поступить в престижный Воронежский государственный университет на физико-математический факультет.
В 1928 году Черенков оканчивает высшее учебное заведение и отправляется работать по распределению школьным учителем в город Козлов. Там будущий великий физик преподает два года и в 1930 году встречает Марию Путинцеву, на которой женится в тот же год. Впоследствии у пары появляются двое детей — через два года после свадьбы рождается сын Алексей, а еще через четыре — дочь Елена.
В 1930 году Черенков вместе с женой переезжает в Ленинград, где поступает в аспирантуру Физико-математического института Академии наук СССР. В этом же году молодую семью постигает несчастье: власти арестовывают отца Павла и Марии Черенковых как «кулаков» и «революционеров». Сначала мужчин осуждают, а затем отправляют в лагеря. Отец Черенкова умирает в 1938 году, а его тесть — годом ранее.
Несмотря на несчастья, Павел Черенков продолжает заниматься наукой на благо страны. В 1932 году он приходит в лабораторию к Сергею Вавилову и начинает работать у него. И тут молодому физику везет: ему поручают изучать люминесценцию водных растворов солей уранила под действием гамма-излучения. Начав исследовать этот вопрос, физик выясняет, что водные растворы этих солей действительно светятся, но это не люминесценция.
Люминесценция возникает, когда атом поглощает квант излучения, переходит в возбужденное нестабильное состояние, а затем испускает эту энергию в виде излучения другого диапазона. То есть, например, вещество может поглотить ультрафиолетовый свет, а затем произвести излучение видимого диапазона. С водными растворами, которые исследовал Черенков вместе со своим научным руководителем, дела обстояли не совсем так.
Оказалось, что во всем виноват любопытный эффект: когда фотон с высокой энергией, разогнанный до предельной скорости, попадает в другую среду, он превышает скорость света в этой среде, так как в более плотных, чем вакуум, материалах, значение этого показателя ниже. Чтобы снизить скорость до предела в этой среде, фотон начинает «тормозить», отдавая окружающему веществу свою энергию. Стремясь рассеять эту энергию, окружающие фотон молекулы начинают излучать свет.
Научный руководитель Черенкова — Сергей Вавилов — заинтересовался результатами работы. Изначально он предположил, что такой эффект происходит из-за торможения выбитых электронов, а не фотонов. Несмотря на это, обнаруженный Черенковым эффект до сих пор носит название «эффект Вавилова-Черенкова». В последующие годы к описанию этого явления подключились физики-теоретики Игорь Тамм и Илья Франк. Они вывели формулу, по которой можно было рассчитать длины волн, которые испускает вода под действием высокоэнергетичных гамма-лучей. Эксперименты Черенкова подтвердили эти теоретические предсказания.
В 1935 году, после окончания аспирантуры, Павел Черенков защищает кандидатскую диссертацию, а пять лет спустя — докторскую. Тогда физик уже работает в Физическом институте АН СССР. Как и многие ученые того времени, Павел Алексеевич работает сразу в нескольких учебных заведениях. Так, в 1948 году он устраивается профессором в Московский энергетический институт (МЭИ), а в 1951 его принимают на ту же должность в Московский инженерно-физический институт (МИФИ).
Кроме исследования свечения, возникающего при действии на растворы радиоактивных солей излучения высоких энергий, Черенков занимался и другими научными и инженерными вопросами. В частности, он внес огромный вклад в создание советских синхротронов — ускорителей частиц, которые используют и по сей день в физике частиц. В частности, Павел Черенков помог создать один из самых мощных в СССР синхротронов на 250 мегаэлектронвольт.
В 1958 году случается, пожалуй, одно из главных событий в жизни Черенкова. Будучи в возрасте 54 лет физик получает Нобелевскую премию вместе с коллегами — Таммом и Франком. Формулировка комитета премии была проста — «за открытие и истолкование эффекта Черенкова». Несмотря на награду, Черенков продолжает научную работу и в последующие годы посвящает свое время исследованию расщепления гелия и других лёгких ядер высокоэнергетическими гамма-квантами.
В 1964 году Павла Черенкова избирают член-корреспондентом Академии наук, а спустя всего шесть лет он становится действительным членом. Несмотря на высокие заслуги в науке, в политике Черенков был не силен, поэтому был одним из нескольких академиков, подписавших письмо, осуждающее поведение Андрея Сахарова — создателя первой водородной бомбы.
До конца своих дней Черенков занимался наукой. Последние 28 лет он провел в своей квартире рядом с Ленинским проспектом, где располагались институты Академии наук. Умер Павел Алексеевич в возрасте 85 лет из-за непроходимости желчевыводящих протоков и последовавшей за этим желтухи. Наработками советского физика ученые и инженеры пользуются до сих пор. Его открытия позволили продвинуть вперед не только отечественную атомную отрасль, но и космические исследования и другие области знаний.
Автор: Никита Шевцев
Оригинальная статья опубликована в группе проекта «Стань ученым»
Понравился наш материал? Подписывайся на «Популярный университет» в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram.