Эксперименты с изогнутыми кристаллами

Э.Н. Цыганов

Профессор Эдуард Николаевич Цыганов, лауреат Государственной премии РФ в области науки и техники (1996), член Американского физического общества, рассказывает об истории открытия, в котором сфокусировались многие научные и жизненные коллизии...

Дела давно минувших дней...

Моя жизнь в физике высоких энергий была очень интересной. Я начал работать в Лаборатории высоких энергий в январе 1956 года, 50 лет назад. Я горжусь своими пионерскими экспериментами по измерению электромагнитных размеров К-мезонов на ускорителях Серпухова и Фермилаба. Эксперименты в Серпухове в 1970 году были первым советско-американским сотрудничеством в науке. У меня есть основания думать, что без меня эти эксперименты не состоялись бы. В 1979 году я доложил результаты серии этих экспериментов на конференции по физике высоких энергий в Токио. Это был, что называется, мой звездный час. В эксперименте ДЕЛФИ в ЦЭРН, где я принимал участие с 1984 по 1992 годы (там участвовало еще около 500 физиков), были существенно отодвинуты пределы на неточечность кварков и лептонов, соответственно отодвинулась так называемая фундаментальная длина. В этом эксперименте я принял также участие в определении числа типов нейтрино, то есть в определении числа семейств фермионов. Если бы вдруг получилось, что типов нейтрино четыре, а не три, теория физики оказалась бы в очень-очень сильном затруднении.

Группа Э.Н.Цыганова в ОИЯИ (Дубна) в 1990 г.

В каждом эксперименте бывают критические и эмоциональные моменты. Мне таких моментов, как говорится, не занимать. Однако, одними из самых эмоциональных в моей практике оказались, наверно, эксперименты с изогнутыми кристаллами. Сегодня я хотел бы поделиться с читателями газеты "Дубна" воспоминаниями об этих исследованиях.

В начале 1976 года наша группа была занята в Фермилабе подготовкой системы дрейфовых камер, изготовленных в Дубне для экспериментов по рассеянию К-мезонов на электронах на пучке с энергией 250 ГэВ. Нас консультировал Фабио Саули из ЦЭРН, на короткое время приехавший в Фермилаб. В это время они вместе с Жоржем Шарпаком (впоследствии Нобелевским лауреатом) участвовали в исследованиях каналирования частиц высоких энергий в кристаллах. Фабио с увлечением рассказывал об этих экспериментах.

Интригующие процессы коррелированного взаимодействия частиц высоких энергий с атомами кристалла увлекли и меня на какое-то время. Поведение положительно заряженной частицы в потенциале между кристаллическими плоскостями весьма напоминало путь света в плоском световоде. Сразу возник соблазн изогнуть кристалл таким образом, чтобы управлять траекториями заряженных частиц. Расчеты показывали, что этот метод отклонения частиц будет намного более эффективен, чем отклонение частиц магнитными полями, ввиду очень сильных электрических полей внутри атома. Что любопытно - чем больше энергия частиц, тем эффективнее этот метод.

Помню, Саули отнесся к этому моему предложению весьма скептически. Он рассказывал, что неконтролируемые изгибы кристаллической фольги в их эксперименте доставили массу хлопот, затрудняя точную ориентацию. В их эксперименте пучок падал перпендикулярно тонкой кристаллической пленке. Правда, это была не совсем та ориентация.

Пессимизм Саули по отношению к моей, как мне казалось, очевидной идее об отклонении частиц изогнутыми кристаллами меня несколько удивил и обескуражил. Вскоре после этого ко мне подошел физик из Фермилаб Дик Карриган и предложил использовать наш спектрометр из дрейфовых камер в эксперименте по изучению каналирования мезонов с энергией 250 ГэВ в кристаллах. Наш спектрометр в это время обладал рекордной пространственной и угловой точностью. Я согласился и предложил ему расширить этот эксперимент, дополнив его задачей по отклонению пучка изогнутым кристаллом. Подумав несколько дней, Дик сказал, что лично он не верит в это предложение, и посоветовал обсудить это в дирекции лаборатории (аналог советов лабораторий в нашей стране), выделяющей ускорительное время на работу по проекту, собрав специальную комиссию экспертов.

Недели через две, летом 1976 года, собралась комиссия из шести экспертов ("панель"), где я изложил свои идеи и привел количественные оценки. В "панель" входили известные специалисты по каналированию, в частности, профессор Д. Геммел из Аргоннской национальной лаборатории. Он был автором прекрасного обзора по каналированию и на его поддержку я особенно расчитывал. Примерно через час после моего выступления комиссия объявила мне, что не считает изложенные мной аргументы убедительными и не рекомендует проводить предложенный эксперимент.

Мне трудно сейчас передать мою реакцию на такое резюме. Что-то вроде: "Идиоты! Как такое возможно?"

Я решил хотя бы опубликовать свои идеи. Руководитель группы физиков ОИЯИ в Фермилабе Виктор Матвеев поддержал эту мысль. Иван Васильевич Чувило, который в это время тоже был в Фермилабе, также посоветовал поскорее опубликовать это предложение. Поддержал меня и Толя Кузнецов, который приехал в это время в Фермилаб с коротким визитом. Я направил рукопись статьи в журнал Physical Review Letters. Довольно бысто пришел ответ - вежливый отказ, сопровождаемый двумя отрицательными (анонимными) отзывами. Я написал в редакцию очень сердитое письмо с просьбой найти более квалифицированных рецензентов. Примерно через месяц я получил рецензию профессора Алексея Мараддудина из Калифорнийского университета в городе Ирвин, известного физика в области каналирования. Он сообщал редакции, что реферируемая статья является ненаучным измышлением автора, не представляет никакой ценности и не может быть опубликована. Звучало примерно так - этого не может быть, потому что это чистый абсурд. Почти по Ломоносову: "Наука - это вам не гулящая девка, которую любой пьяный солдат может ссильничать на площади".

Прочитав рецензию Мараддудина, я решил - этот эксперимент необходимо провести во что бы то ни стало. Никакими рассуждениями невозможно разубедить физиков, занимающихся каналированием, этой наукой, возникшей при изучении явлений при низких энергиях. Кристаллическая решетка представляется там как нечто незыблемое, раз и навсегда данное. На изогнутый кристалл было наложено табу. Нужны экспериментальные факты. Я был уверен в своей правоте, и захотелось наказать фактами так называемых классиков (каналирования).

У меня тогда сложились очень доверительные отношения с директором Фермилаб Робертом Вилсоном. Я пришел к нему за советом. Он сказал: "Я верю, что вы сделали замечательное наблюдение. Опубликуйте его в нашем журнале технических заметок, и когда вернетесь в Дубну, постарайтесь там поставить этот эксперимент. У вас есть ваши прекрасные дрейфовые камеры, а мы вам поможем с электроникой". Так и получилось.

Должен сказать, что мне очень не хотелось делать "отскок в сторону" от физики высоких энергий. Начиналась эра встречных пучков, стандартная модель элементарных частиц делала первые шаги, пугала возможность "отстать от поезда". В Фермилабе Вилсоном активно разрабатывался сверхпроводящий комплекс встречных пучков Тэватрон, начиналось проектирование установки, получившей впоследствии название CDF. Однако эмоциональный соблазн был велик.

В ЛВЭ поначалу все шло не очень гладко. После двухгодичной командировки в США практически распалась группа, "уплыли" помещения, "рассосалось" почти все оборудование. На оставшихся нескольких человек легла задача обработки данных эксперимента по рассеянию К-мезонов на электронах на пучке с энергией 250 ГэВ, выполненного в Фермилаб. Для экспериментов по каналированию пришлось собирать новую команду. Правда, мне, как правило, везло на людей. В новом эксперименте согласился участвовать Тургун Нигманов. Пришел Слава Головатюк от Заневского, отпросился из отдела синхрофазотрона Ренат Кадыров. Появился Игорь Тяпкин. Прикомандировались Коля Булгаков из Томска, Мухамед Бавижев из Черкесска. Попал довольно надолго в нашу орбиту Володя Авдейчиков из Радиевого института имени Хлопина. Очень помогали нам Михаил Дмитриевич Шафранов и его сотрудники Дмитрий Васильевич Уральский и Викторий Дмитриевич Рябцов. Боря Старченко участвовал в подготовке эксперимента в свободное время от основных занятий в НОГУСе. Запомнились Боря Шраменко, Гриша Коваленко из ХФТИ. Большую помощь нам оказали инженеры из отдела И.Ф. Колпакова..

Еще со времен Мариана Даныша, одного из первых вице-директоров ОИЯИ, у меня были хорошие связи с Варшавским университетом и Краковом. Как писал Мицкевич (в переводе Пушкина): "Сабель взять там не худо...". Мы взяли оттуда отличных инженеров - ветерана нашей группы Збигнева Гузика, талантливого Адама Форыцкого, замечательного физика Иоланту Войтковску. Не пропали и связи с Фермилаб. В дополнение к нашим дрейфовым камерам мы получили оттуда первоклассное электронное оборудование. Большую помощь в этом оказал Володя Кадышевский, который к этому времени сменил Матвеева на посту руководителя группы физиков ОИЯИ. Нина Филатова (моя жена) задействовала в ЛВЭ электронику дрейфовых камер, которую она смонтировала еще в Фермилабе. Нужно отметить, что ее поддержка идеи изогнутого кристалла часто оказывалась для меня чрезвычайно важной на всех этапах этой работы.

Наш эксперимент в ЛВЭ рассматривался в Фермилабе как продолжение их исследований по каналированию, где я все еще числился соруководителем. В Дубну приехали мои друзья Тим Туиг, Дик Карриган, руководитель эксперимента с американской стороны Уолтер Гибсон и другие американские физики. Эксперимент с самого начала поддержал директор ОИЯИ Н.Н. Боголюбов. Вице-директор Д. Киш постоянно оказывал нам посильную помощь. Директор ЛВЭ Александр Михайлович Балдин был польщен "вниманием общественности" и международным характером эксперимента, хотя был среди тех, кто сомневался в его успехе. Как он рассказывал, его друзья из Московского института кристаллографии (он называл имя профессора В.Л. Инденбома, а это действительно классик в теории твердого тела) считали, что эксперимент обречен на неудачу. Для меня это было уже неудивительно. В сентябре 1977 года в журнале CERN Courier была опубликована редакционная статья (мне сказали, что она написана Ж .Шарпаком), где было сказано, что "некоторые предлагают отклонять пучки изогнутым кристаллом, но они просто не понимают процесса каналирования". Перед самым началом эксперимента, осенью 1978, года под председательством А.М. Балдина в его кабинете состоялось, что называется, "совещание на высшем уровне". В это время в МГУ проходила международная конференция по каналированию (конференция ICACS, в 2018 г. состоялась очередная конференция во Франции (в г. Кан)), и группа его участников приехала в Дубну. На совещании у Балдина присутствовал основоположник теории каналирования профессор Дж. Линхард, признанный глава экспериментов с кристаллами при высоких энергиях датчанин профессор Эрик Уггерхой, профессор А.Ф.Тулинов из МГУ и другие "авторитеты". Обсуждались шансы на успех нашего эксперимента. Я рассказал о результатах нашей с А.М. Таратиным работы по моделированию процесса каналирования в кристаллах на ЭВМ, где нам удалось проследить взаимодействие падающей частицы с каждым атомом изогнутой кристалической решетки на протяжении около 10 колебаний, но и это не помогло. Вердикт этого совещания был категорическим - изогнутый кристалл не удержит каналирующих частиц.

Я все время пытался понять аргументы физиков, которые отрицали возможность каналирования частиц в изогнутых кристаллах. Один из их основных аргументов состоял в том, что, как они говорили, кристалл, строго говоря, изогнуть нельзя. Деформация кристалла будет вносить в его кристаллическую решетку дислокации, то есть смещения атомов, которые определенно разрушат процесс каналирования. Атомы кристалла при этом подходе рассматриваются недеформируемыми, абсолютно жесткими. Я как-то интуитивно был уверен, что упругость твердого тела определяется "упругостью" электронных оболочек его атомов, и что до какого-то предела кристаллографические плоскости будут изгибаться без разрушения их структуры. Кроме этого, при переходе ко все более высоким энергиям необходимые деформации кристалла уменьшаются. И потом, какое дело частице высоких энергий до каких-то там отдельных атомов дислокаций? Это был типичный подход физика из области высоких энергий, опыт, которого были лишены мои оппоненты.

В общем, дирекция ОИЯИ приняла решение провести наш эксперимент. Необходимо было определить место на пучке синхрофазотрона. Несколько вариантов пришлось отбросить - слишком тесно. И тогда главный инженер ЛВЭ Леонид Григорьевич Макаров предложил нам разместиться в еще недостроенном экспериментальном корпусе 205: "Ну и ничего, что недостроен. Электричество мы вам пробросим, пучок пошлем, а больше вам ничего и не нужно. Зато сколько места - гектар под крышей! Крыша надежная, окна застекляем. Нет крана - ваше оборудование внесете на руках. Нет отопления - электроника только лучше будет работать. С туалетом вопрос решим. Действуйте! А заодно мы отрапортуем, что корпус передан физикам в эксплуатацию".

Идея оказалась неплохой. В ноябре 1978 года мы сдали установку в эксплуатацию, в декабре состоялся первый сеанс на выведенном пучке протонов. Пучок с энергией 8,4 ГэВ был еще не полностью сформирован, потому что в корпусе 205 не было никаких магнитных элементов - нет воды, но это были мелочи жизни. Более существенной трудностью оказался холод. На улице было -20 градусов с ветром. Чтобы работать в экспериментальном домике, пришлось поставить 11 масляных нагревательных батарей. Это было все, что мы могли собрать в ЛВЭ. В этом помог Юрий Михайлович Попов, заместитель директора ЛВЭ. Работа по монтажу установки проводилась в зимних условиях. В экспериментальном павильоне было тоже -20 градусов, но, правда, без ветра. Вспоминались рассказы моей двоюродной сестры о том, как их семья в 1941 году эвакуировалась вместе с заводом "Арсенал" из Брянска в Усть-Катав (Казахстан), где завод начал работать под открытым небом и выпускал пушки. А у нас все-таки была крыша над головой!

Нужно сказать, что эксперимент оказался совсем не таким простым, каким он мне представлялся вначале. Пучок, выделяемый системой сцинтилляционных счетчиков, надо было "вложить" в кристалл с точностью лучше десятых долей миллиметра. Володя Авдейчиков "оживил" начальную (неизогнутую) секцию кристаллической пластины кремния высокой чистоты, изготовив из нее полупроводниковый детектор. Комбинируя запуски дрейфовых камер от различных счетчиков и используя информацию от полупроводникового детектора, по восстановленным трекам частиц (тут хорошо сработали команда Иосифа Иванченко, Джон Фелпс из Олбани, штат Нью-Йорк) мы могли с высокой точностью совмещать элементы установки. Полупроводниковый детектор, встроенный в кристалл, позволял отбирать частицы, захваченные в процесс каналирования, по малой величине ионизационных потерь. Прецизионный гониометр, "чудо техники" из университета в городе Олбани, позволял ориентировать кристалл в двух измерениях с точностью 0,001 градуса.

Кстати, о кремнии. Удержать частицы с энергией 8,4 ГэВ в режиме каналирования на длине несколько сантиметров - совсем непростая задача. При более высоких энергиях она существенно облегчается. Тем более пугала проблема этих возможных дополнительных дислокаций из-за изгиба кристалла. Нужен был особо чистый бездислокационный кремний. И при разрезке кристалл требовалось особо точно ориентировать, используя рентгеновскую установку. Нам говорили, что это можно сделать только на фирме "Wacker" в ФРГ, это будет долго и весьма недешево. Но у нас были друзья в Харькове, друзья в Зеленограде, и готовые изделия высокого качества мы получили очень быстро. Способность Славы Головатюка находить и убеждать нужных людей оказалась просто феноменальной.

Мы изгибали кристалл двухмиллиметровой толщины довольно примитивным трехточечным устройством, работая обычной отверткой. По лазерному лучу отогнули кристалл на 0,5 миллирадиана - и пучок отклонился! 1 миллирадиан - идет! 3 миллирадиана - идет! 4 миллирадиана! Победа! Отклоняем пучок высоких энергий просто отверткой!

При попытке выставить угол изгиба 6 миллирадиан образец сломался. Поставили более тонкий кристалл, изогнули его до 12 миллирадиан, после чего сломался и он. Взяли еще более тонкий кристалл, выставили угол изгиба 26 миллирадиан. А эффект пропал... Отклоненного пучка нет!

Первая мысль была - эти самые проклятые дислокации! Через пару минут - да нет же, это мы, наверно, просто вышли пучком за пределы нашей аппаратуры. Так и есть - вышли за пределы последнего запускающего счетчика. Отключили его, он был не очень "обязательный". Есть 26 миллирадиан! Магнитное поле, необходимое для такого отклонения, составляет около 80 Тесла.

При попытке увеличить угол изгиба сломался и этот образец. Переставили аппаратуру для регистрации угла 45 миллирадиан, поставили последний, самый тонкий полумиллиметровый кристалл. Вдруг - удар грома, и все встало. Молния попала в кабель, который соединял нас с ЕС-1040 в третьем физическом корпусе ЛВЭ. Кабель-то шел по деревьям... На дворе, оказывается, был уже июнь. У нас выгорела аппаратура связи с ЭВМ. Адам Форыцкий починил первый блок регистров. Выяснилось, что выгорел и второй каскад. Починили второй каскад, выяснилось, что неисправен и следующий.

И тут наступило утро. Нет, это не про Шахерезаду, это закончился сеанс ускорителя. Каждый физик знаком с этим чувством конца сеанса, которое очень напоминает чувство преждевременной и грубой разлуки. Тем не менее, сеанс закончился нашей убедительной и полной победой.

Интересны некоторые персональные случаи из этого времени довольно активного международного сотрудничества. Мой друг, профессор физики Уолтер Гибсон из университета штата Нью-Йорк в городе Олбани рассказывал мне, что в молодости он подрабатывал, участвуя в массовках в Голливуде на съемках ковбойских фильмов, неплохо "джигитовал". В ближайший выходной день я отвез его на целый день в Ратмино к Тито Понтекорво. На следующий день утром, когда я заехал за ним в гостиницу, он с трудом спускался по лестнице: "Отвык от лошадей".

Когда Тим Туиг приехал в Дубну на год, встал вопрос о том, чтобы предоставить ему в личное пользование автомобиль, как это делала для нас американская сторона в Фермилабе. Против этого по понятным причинам стал возражать помощник директора ОИЯИ Н.П.Терехин. "Ну и где Туиг будет держать этот автомобиль?" - спросил у меня Терехин. Я ответил ему: "Да у подъезда". "Так ведь автомобиль немедленно разворуют!" Я сказал: "Я вот держу свою Волгу у подъезда, и ни разу еще ничего не украли". Каково же было мое удивление, когда на следующий день утром я обнаружил, что с моей машины сняты оба дворника!

Я познакомился с Терехиным еще в 1956 году (тогда он еще был в военной гимнастерке с погонами майора КГБ) на заседании комиссии, после того, как у меня буквально в руках взорвался во время эксперимента сосуд высокого давления с водородом, эквивалент 2 кг тринитротолуола. То, что я остался жив, было похоже на евангельское чудо. Все было бы ничего, если бы не обнаружили, что в мастерских это изделие проходило под названием "Водородная Бомба". Пришлось предстать перед комиссией. Я был полностью и абсолютно счастлив (и на 100 процентов глух) в течение нескольких месяцев, Терехин тогда мне очень понравился, как и все участники комиссии.

Как там договорились насчет Туига, я не знаю, но машину он получил. Переубедил Терехина каким-то образом Алексей Иванович Романов, помощник директора ОИЯИ по международным связям. Наверно, техника позволила. При этом в документах на машину было записано, что Тим Туиг работает водителем в гараже. Я был как-то свидетелем того, как Тим Туиг в Москве после поворота не в тот ряд с Охотного Ряда на улицу Горького на очень ломаном русском языке пытался объяснить сотруднику ГАИ, что он участник важной международной научной коллаборации. Лейтенант прочитал путевой лист водителя гаража ОИЯИ Тимоти Туига, повертел в руках его американские документы, косо посмотрел на меня, документы отдал и сказал - "Поезжай". Даже братьям Стругацким такое не снилось.

Мы опубликовали наши результаты в журнале Physics Letters. Моя "страшная месть каналирщикам" заключалась в том, что в этой статье нет ссылок на предыдущие результаты по каналированию, хотя многие из этих специалистов являются соавторами статьи. Вскоре после публикации результатов нашего эксперимента отклонение частиц изогнутыми кристаллами подтвердили в ЦЕРН, в Гатчине, затем в Фермилабе. Появилось много интересных предложений по использованию изогнутых кристаллов в физике высоких энергий, возникла так называемая кристаллооптика - отклоняющие элементы, фокусирующие элементы, устройства для расщепления пучков на несколько направлений и т.д. Как говорил тогда А.М. Балдин про нас - "Они могут пучком помахивать!" Комплимент хороший, конечно, но когда я перед кандидатской защитой Головатюка предложил Балдину присудить ему сразу докторскую степень за этот эксперимент, Александр Михайлович похлопал Головатюка по плечу и сказал: "Ничего, Слава молод, у него еще будет возможность показать себя в науке". А вот аналогичное наше ходатайство о присуждении сразу докторской степени для сотрудника Гатчины за эксперименты с изогнутыми кристаллами (уже после нас) он подписал, и оно сработало.

Сразу же после экспериментов по отклонению мы активно занялись в Серпухове интересными экспериментами с кристаллами на пучках электронов и позитронов. О, это особый разговор, но об этом когда-нибудь потом. Однако, физика высоких энергий звала обратно. Мои усилия переключить сотрудничество ОИЯИ-ЦЕРН на комплекс ЛЭП увенчались успехом, "лоббирование" встречных пучков дало свои плоды. В 1984 году наша группа уже интенсивно подготавливала эксперимент ДЕЛФИ на встречных электрон-позитронных пучках на ускорительно-накопительном комплексе ЛЭП. Однако, еще один "отскок" в сторону изогнутого кристалла все-таки состоялся. Одним из заманчивых предложений был вывод пучков из ускорителей изогнутым кристаллом. За прошедшие пять лет никто не собрался это сделать. Пришло время попытаться самим.

Нужно сказать, что синхрофазотрон ЛВЭ представлял из себя не самый легкий ускоритель для демонстрации такого вывода. Было только одно место во втором квадранте ускорителя, где на внутренней циклически вдвигающейся мишени можно было разместить изогнутый кристалл. Небольшое выходное отверстие из вакуумной камеры ускорителя отстояло от отклоняющего кристалла на расстоянии около 50 метров, и чтобы попасть выводящимся пучком в это отверстие, нужно было вырезать и изогнуть кристалл чрезвычайно точно, точнее, чем это было возможно в наших условиях. Ситуация усугублялась еще тем, что положение выходного отверстия вообще было известно недостаточно точно.

Механик В.П. Григорьев в мастерских ЛВЭ изготовил изогнутый на 31 миллирадиан кристаллический элемент длиной 10 мм, испытания с лазерным пучком показали удовлетворительные результаты. На конце плунжера вдвигающейся мишени был расположен миниатюрный гониометр для угловой ориентации кристалла вокруг вертикальной оси. Было очевидно, однако, что отклоненным пучком будет очень легко промахнуться мимо выходного отверстия в вакуумной камере ускорителя. Чтобы "поймать" пучок, мы разместили внутри вакуумной камеры сцинтилляционный счетчик больших размеров, работающий в режиме интегрирования тока.

Невозможно описать все подробности этих двух смен на ускорителе. Это время было дано нам в условиях жесткой конкуренции с очень важными физическими задачами ЛВЭ как последний шанс попробовать вывести пучок из синхрофазотрона изогнутым кристаллом. Надо сказать, что группа блестяще справилась с этой задачей. Вклад Головатюка в этот эксперимент тоже был решающим. Первым зарегистрировал отклоненный пучок сцинтилляционный счетчик внутри ускорителя. Конечно, мы вначале не попали отклоненным пучком в выходное отверстие вакуумной камеры и в существующий канал вывода вторичных частиц, однако, регулируя радиальное и угловое положения кристалла, в конце концов смогли это сделать. Есть первый вывод пучка из ускорителя изогнутым кристаллом!

В этой работе участвовало много новых людей, о которых я вспоминаю с большой благодарностью. В частности, к этому времени в нашей группе надолго появился Коля Зимин, активный участник наших дальнейших работ. Приятно вспомнить, что в процессе этого эксперимента все технические службы ускорителя были на нашей стороне.

Одна почти комическая (по крайней мере, для меня) деталь. Как раз в это время в Государственном комитете по делам изобретений и открытий СССР проходило рассмотрение нашего предложения на открытие явления отклонения заряженных частиц высоких энергий изогнутыми кристаллами. Вердикт был - отказать, так как в этих результатах не содержится элемента новизны. Наверно так оно и есть... Но все-таки это как-то напоминало Козьму Пруткова: "Если у тебя спрошено будет: что полезнее, солнце или месяц? - ответствуй: месяц. Ибо солнце светит днем, когда и без того светло; а месяц - ночью..."

В 1988 году Мухамед Бавижев со своей группой осуществил вывод пучка изогнутым кристаллом из ускорителя У-70 в Серпухове. На конференции по физике высоких энергий в Далласе в 1992 году директор ЦЕРН профессор К. Руббиа доложил о выводе пучка из ускорителя SPS изогнутым кристаллом как об основном результате ЦЕРН за этот год. Эффективность вывода составила 30 процентов. Я помню, как во время аплодисментов двухтысячной аудитории физиков я чуствовал себя юбиляром, хотя никто и не обращал на меня внимания. В 1994 году я принял участие в выводе пучка изогнутым кристаллом из Тэватрона Фермилаб. Сейчас на очереди применение изогнутого кристалла на LHC в ЦЕРН.

При выводе пучка (или гало пучка) из ускорителя с помощью изогнутого кристалла основную трудность представляет собой первичный заброс частицы в тело кристалла, минуя разрушенную кристаллическую структуру на его поверхности. Саша Таратин, с которым мы сотрудничали еще с 1977 года, предложил использовать для этого так называемое "кристаллическое зеркало". Эта тонкая кристаллическая фольга осуществляет первичный "удар" по частице, забрасывая ее в тело изогнутого кристалла. Мы с Таратиным провели в 1995 году моделирование процесса для Тэватрона, где показали, что таким образом можно достичь эффективности вывода до 99 процентов, опубликовали этот результат в журнале Nuclear Instruments and Methods.

В 1996 году по предложению Серпухова (ИФВЭ) группе физиков, включая меня, Президентом Российской Федерации была присуждена Государственная премия в области фундаментальных исследований за цикл работ по выводу пучков из ускорителей с помощью изогнутых кристаллов. Не обошлось и без курьезов. Так, в число соискателей вначале не попал М. Бавижев, который начал эти работы в ИФВЭ и осуществил первый вывод пучка из У-70. Недавно я встретился с человеком, который оформлял документы на эту госпремию, воспользовался случаем и спросил: "Почему вы вначале не включили Бавижева в число участников этой премии?" Я получил совершенно неожиданный ответ: "А мы и вас вначале не включили". "А это почему?" - удивился я. - "А так нам сказали в Госкомитете". Чудны дела твои, господи...

Летом 1996 года я думал - вот, выхожу я получать золотую медаль лауреата РФ из рук Ельцина. Что ему успеть сказать в двух словах? Ну, по-нашему, по-русски... Про Беловежскую Пущу и далее. Ничего, как-то обошлось без этого...

В марте 2005 года по приглашению Уолтера Скандале и Джузеппе Фидекаро я выступил в ЦЕРН с докладом о первых экспериментах с изогнутыми кристаллами на совещании, которое было посвящено применению изогнутых кристаллов на LHC. На совещании присутствовало около 120 человек. Какая-то была странная мысль - ведь это я вас всех породил. Впечатлили достижения Серпухова - семь раздаточных пучковых станций с использованием изогнутых кристаллов, эффективность вывода до 85 процентов. Филигранная обработка изогнутых кристаллов в Гатчине и в университете города Феррара (Италия). Использование изогнутого кристалла в эксперименте ЦЕРН NA48 по исследованию СР нарушения в экспериментах с K_L и K_S мезонами. Каналирование тяжелых ионов с энергией десятки ТэВ в изогнутых кристаллах на комплексе RHIC. Предложения по выводу пучка протонов 7 ТэВ с помощью изогнутых кристаллов из LHC для эксперимента LHС-B. Предложение об использовании изогнутых кристаллов для калибровки калориметров в эксперименте CMS. И так далее. Основной задачей совещания было выработка основных параметров коллимирующего устройства на основе изогнутых кристаллов для защиты ускорительного комплекса LHC и экспериментов на встречных пучках от "распухающего" гало пучка. Использование обычных коллиматоров при этих энергиях неэффективно и связано с большими техническими трудностями. В настоящее время предварительная отработка этой методики ведется на Тэватроне. Недавно группа Николая Мохова продемонстрировала таким способом уменьшение фона в коллайдерном эксперименте в Фермилаб в пять раз.

Конечно, изогнутый кристалл - это лишь небольшой эпизод в физике. На фоне тех процессов, которые сейчас происходят в нашей стране и в "ближнем зарубежье", сама наука отошла на второй (десятый?) план. Когда я в 1950 году проходил собеседование при поступлении на физтех МГУ, преподаватель спросил меня: "Почему вы хотите поступить на специальность "строение вещества"?" Я ответил: "Хочу делать бомбу". Мне долго казалось, что это чувство, близкое к клятве - "Никто не увидит нас больше слабыми!" - никогда не исчезнет. Как сказал поэт - "Не забыть бы тогда, не простить бы и не потерять..." Далеко смотрел Володя Высоцкий. Не получилось. Пришло другое, молодое поколение, и при смене поколений что-то треснуло, что-то оказалось потерянным. Очень хочется верить, однако, что "все образуется".

Оригинал статьи см. в http://museum.jinr.ru/jinr/Tsyganov.htm