[39], взявший на себя большую часть расчетов по микротрону.
В самом начале 1960-х годов к работам подключился Лев Борисович Луганский[40], тогда студент, а впоследствии доктор технических наук. Именно Л. Б. Луганский не только рассчитал новые области фазовой устойчивости, но и экспериментально подтвердил их существование.
После проведения названных и многих других работ по доводке и совершенствованию микротрона интенсивность ускоренного пучка электронов, по словам профессора Ю. М. Ципенюка[41], увеличилась в сотни раз! Ток оказался столь большим, что относительно недорогой в изготовлении микротрон мог конкурировать с любыми другими ускорителями электронов. Для мирового сообщества физиков, работавших с ускорительной техникой, это стало настоящей сенсацией. Открылись самые широкие возможности проведения новых ядерно-физических экспериментов на микротроне.
По мнению заместителя директора ИФП им. П. Л. Капицы Г. Д. Богомолова, успех с микротроном был достигнут прежде всего потому, что он был грамотно рассчитан теоретически.
Работы в лаборатории сразу интенсифицировались, появились новые студенты. Сергей Петрович взялся читать лекции по методам высокочастотных измерений и по ускорителям. Нашедшая свой путь микротронная группа стала быстро развиваться. Работы положительно оценили и одобрили ведущие советские ученые А. П. Александров, Л. А. Арцимович, Н. Н. Семенов, Ю. Б. Харитон, И. К. Кикоин… Рад был успеху сына с товарищами и П. Л. Капица. Были задуманы и начались работы по созданию микротронов с существенно большей мощностью ускоренного луча.
Микротрон, созданный в Институте физических проблем, был импульсным ускорителем, с напряженностью электрического поля в резонаторе СВЧ в 300–400 кВ/см, работающим с частотой повторения от 100 до 1000 Гц, с длительностью импульса в несколько микросекунд. Средняя мощность ускоренного луча при этом достигала нескольких киловатт при энергии до 30 МэВ. Размеры созданного микротрона были относительно небольшими: диаметр от одного до полутора метров, общий вес ускорителя около 1500 килограммов.
Ближайшие сотрудники С. П. Капицы — и Вадим Николаевич Мелехин, и Владимир Павлович Быков, и Евгений Леонидович Косарев, и Лев Борисович Луганский, и Юрий Михайлович Ципенюк — внесли большой вклад в создание микротрона нового типа.
Впоследствии В. Н. Мелехин, В. П. Быков, Е. Л. Косарев, Л. Б. Луганский и Ю. М. Ципенюк защитили докторские диссертации, стали известными физиками.
Известно, что Петр Леонидович Капица считал, что начало пути у молодого человека обязательно должно быть успешным, чтобы он поверил в свои силы. Нельзя доверяться случаю. Об этом он не раз говорил в своих выступлениях. Для Сергея Петровича это было не начало пути, это была уже третья попытка, на сей раз, несомненно, успешная.
«Несмотря на то, что принцип микротрона-ускорителя электронов, в котором частицы движутся в постоянном и однородном магнитном поле и ускоряются высокочастотными полями постоянной частоты, принцип, который был сформулирован еще в 1944 году Векслером в самой первой из его работ по циклическим ускорителям, никому раньше не удалось построить микротрон, в котором бы ускорение происходило устойчиво и эффективно. С. П. Капица предложил это направление и вместе с руководимой им группой построил ряд машин и разработал принципы их расчета. Это потребовало как решения ряда задач по исследованию динамики частиц — их захвата и фокусировки, так и решения ряда инженерных задач. В результате был разработан принцип микротрона, получивший большое распространение как в Советском Союзе — около 40 машин, так и за рубежом — в США построено два инжектора, в Италии, Швеции и др. странах», — писал Сергей Петрович в 1979 году в неоконченной статье «О научной работе С. П. Капицы» для представительских документов на выдвижение кандидатом в члены-корреспонденты АН СССР.
Вместе со своим сотрудником Ю. М. Ципенюком, сотрудниками ОИЯИ и ФЭИ «проведено систематическое исследование фотоделения, приведшего к установлению ряда новых закономерностей в этой области, экспериментально подтверждающих так называемую двугорбую структуру делительного барьера, ставшую важным завоеванием физики ядра», — писал Сергей Петрович в той же неопубликованной представительской статье 1979 года.
Ю. М. Ципенюк вспоминает при этом ситуацию, когда Сергей Петрович принял самое деятельное участие в его судьбе: когда тому в своей дипломной работе не удалось ответить на вопрос: «Можно ли наблюдать недавно открытый эффект Мессбауэра на микротроне?» — Сергей Петрович поговорил с отцом, напомнил о предыдущей, весьма успешной и опубликованной работе Ципенюка «Пробное тело в открытом резонаторе», предлагавшей новый способ определения поля в пространстве. Петр Леонидович пожал плечами и сказал: «Он же сделал хорошую работу, пусть и защищает ее досрочно». Ранее был только один подобный случай с учеником Ландау. Почему теоретики могут, а экспериментаторы нет? Юрий Михайлович досрочно защитился и на всю жизнь остался работать в институте.
На территории института микротронная группа во главе с Сергеем Петровичем работала в «помещении номер три» — небольшом двухэтажном здании на западном краю институтской площади, рядом с забором Института химической физики, ныне носящего имя Н. Н. Семенова. Метрах в восьмидесяти, через пруд, находится особняк П. Л. Капицы, где сегодня открыт его мемориальный музей-кабинет.
История Института физических проблем к тому времени была связана с именами выдающихся советских ученых и светил мировой физики. Здесь не раз бывал Дирак, в 1961 году институт, за год до смерти, посетил Нильс Бор.
Рассказывают, что на устроенном в честь Н. Бора семинаре П. Л. Капица спросил у датчанина:
— Скажите, почему все так стремятся попасть на работу в ваш коллектив?
— Наверное, потому, что мы не боимся показаться дураками, — с улыбкой ответил Бор.
— Ну да, — сразу нашелся Петр Леонидович, — у нас несогласных клянут и проклинают. — Он посмотрел в сторону Ландау (отличавшегося нетерпимым отношением к оппонентам): — А у вас находят их работы смелыми и интересными.
В 1962 году С. П. Капица защитил в Дубне, в Объединенном институте ядерных исследований, диссертацию доктора физико-математических наук, которая так и называлась — «Микротрон».
Решением ВАК от 24 ноября 1962 года ему была присвоена степень доктора физико-математических наук (диплом от 27 декабря 1962 года).
В соответствии с приказом по ИФП АН СССР старшему научному сотруднику С. П. Капице с 24 ноября 1962 года в связи с решением ВАК был установлен оклад 400 рублей в месяц. Параграф 2 того же приказа указывал, что за ним сохранялась надбавка к окладу, предусмотренная приказом от 11 июля 1958 года.
Таким образом, Сергей Петрович получал очень хорошие по тем временам деньги — свыше 500 рублей в месяц. Средняя зарплата в те годы едва превышала 80 рублей в месяц, но квартплата была мизерной — до 10 рублей в месяц, бутылка водки стоила 2 рубля 12 копеек, килограмм мяса — полтора-два рубля, десяток яиц — 80 копеек, батон белого хлеба — от 9 до 20 копеек, килограмм черной икры — 19 рублей…
Работы на микротроне в те годы велись очень активно. Его применение намечалось в дефектоскопии, медицине, геологии… Его считали одним из самых перспективных ускорителей в научных исследованиях, в том числе и в квантовой механике.
Заметим, что круг научных интересов С. П. Капицы был необычайно широк. Он — автор работ в области сверхзвуковой аэродинамики, земного магнетизма, ускорителей частиц, прикладной электродинамики, синхротронного излучения, ядерной физики.
Главным научным достижением С. П. Капицы того времени было создание (совместно с упомянутыми выше В. П. Быковым, В. Н. Мелехиным, Е. Л. Косаревым, Л. Б. Луганским, Ю. М. Ципенюком) эффективного ускорителя электронов — микротрона. В результате этих работ микротрон занял ведущее место в области электронных ускорителей на энергию до 30 МэВ. Микротроны нового типа нашли широкое применение в ядерной физике, дефектоскопии толстостенных изделий, радиоактивационном анализе как инжекторы в ускорителях высокой энергии, для физических исследований и т. п. Удачная конструкция микротрона нового типа предопределила их достаточно широкое распространение в ведущих странах мира. Только в СССР, по оценке специалистов, было построено около ста микротронов.
Капица-старший всегда с самым пристальным вниманием наблюдал за научной деятельностью своего сына, придавал ей большое значение, о чем, в частности, свидетельствует тот факт, что он написал предисловие к книге «Микротрон»
С. П. Капицы и В. Н. Мелехина, выпущенной издательством «Наука» в 1969 году, а вскоре переведенной на английский язык и изданной в Лондоне. Приводим краткое предисловие великого ученого к названной книге полностью:
«Эта книга посвящена микротрону — циклическому ускорителю электронов. Работа над этим ускорителем была начата в Физической лаборатории десять лет назад, и сейчас настало время подвести некоторые итоги.
Хотя микротрон был предложен В. И. Векслером уже давно, в 1944 г., первые попытки осуществить его не были достаточно успешными, и, как видно из этой монографии, только через 15 лет был построен микротрон, эффективно ускоряющий электроны. Сейчас можно считать, что в диапазоне энергий примерно от 5 до 50 МэВ для ряда применений микротрон является наиболее эффективным ускорителем. Этот диапазон перекрывается также линейными ускорителями, но микротрон значительно проще, имеет высокую стабильность, большой к. п. д. и позволяет создавать электронные пучки большой концентрированной мощности из хорошо сгруппированных сгустков.
Первоначально микротрон привлек к себе наше внимание тем, что создаваемые им электронные сгустки казались очень подходящими для генерирования мощных колебаний в миллиметровом диапазоне волн. Эти надежды не оправдались, но в результате проведенной работы был создан эффективно работающий микротрон — ускоритель, представляющий интерес во многих областях физики и техники. Например, являясь простым и эффективным источником гамма-лучей, он сразу нашел применение на практике в дефектоскопии и радиоактивном анализе. Будучи источником мощных электронных