И.М. Капитонов
 ОТ ФОТОПЛАСТИНОК ДО КОНФИГУРАЦИОННОГО РАСЩЕПЛЕНИЯ ГИГАНТСКОГО РЕЗОНАНСА

     Мое знакомство с Борисом Саркисовичем произошло в 1960 году. Тогда, после завершения трех лет обучения на физическом факультете, я вместе со своим другом Юрием Сорокиным, с которым мы учились в одной студенческой группе, продолжили образование на кафедре Ядерной спектроскопии (ныне кафедре Физики атомного ядра и квантовой теории столкновений), возглавлявшейся профессором Леонидом Васильевичем Грошевым из Курчатовского института. Вме- сте с Ю. Сорокиным мы решили заниматься экспериментами, которые начали разворачиваться на только что введенном в строй 35-МэВ бетатроне НИИЯФ МГУ. Научную группу бетатрона возглавлял до- цент Валериан Григорьевич Шевченко, ученик академика В.И. Векслера. Это был период формирования научной группы. Помощниками В.Г. Шевченко были три Бориса — выпускник физфака Борис Алексеевич Юрьев, Борис Иванович Горячев (пришедший из фотоядерной лаборатории Л.Е. Лазаревой в ФИАНе) и Борис Саркисович Ишханов, который только что закончил физфак, выполнив дипломную работу на циклотроне НИИЯФ МГУ под руководством будущего директора НИИЯФ МГУ Игоря Борисовича Теплова. Сорокин попал к Юрьеву, а я — к Ишханову, который стал аспирантом
Шевченко.
    У Бориса Саркисовича был дипломник — Юра Куликов, под крыло которого Борис Саркисович меня и определил. Куликов и я выполняли всю черновую работу по подготовке экспериментов, а Борис Саркисович контролировал и направлял нашу деятельность. Борис Саркисович был прирожденным руководителем, воспитанным на комсомольской и партийной работе. Мне приходит в голову некоторая историческая аналогия — Резерфорд, открывший атомное ядро, и его молодые сотрудники — Гейгер и Марсден. Резерфорд планировал опыты и анализировал результаты, а Гейгер и Марсден готовили и проводили эти опыты и приносили их результаты Резерфорду.
    Группы «трёх Борисов» работали независимо и независимо отчитывались Валериану Григорьевичу Шевченко. Эта независимость про- являлась в особенностях экспериментальных методик, выборе задач и исследуемых ядер. Но в целом эти три группы двигались в одном направлении.
    Самые первые эксперименты проводились с использованием ядерных эмульсий. Они были предельно просты. Не было никакой электроники. Фотопластинки располагались против ядерных мишеней, помещавшихся в тормозном гамма-пучке бетатрона и после обсветки (до нескольких суток) проявлялись. Фотопластинки (специальные, предназначенные для регистрации заряженных частиц эмульсии, нанесенные на тонкие стеклянные подложки) изготавливал для нас Научно-исследовательский кино-фото-институт (НИКФИ). После облучения мы для проявки отправляли их в НИКФИ и затем просматривали под микроскопами и, находя треки от фотопротонов, измеряли их длину в микронах и определяли по этой длине энергию протона. В итоге мы получали спектры фотопротонов и их угловые распределения при различных верхних границах Е_max спектра тормозного гамма-излучения. Первые наши публикации, в том числе и зарубежные в Physics Letters, посвящены этим результатам.
    Вспоминается один эпизод. Борис Саркисович нёс в руках коробочку с облученными фотопластинками для НИКФИ. Я шел рядом, и мы проходили мимо вахтера. А в то время (50–60-е годы) все ядерные институты охранялись вооруженными пистолетами людьми в тёмных подпоясанных ремнями шинелях. На выходе из корпуса стоял такой охранник, представлявшийся фразой «стрелок Ромахин». Этот Ромахин увидел в руках Бориса Саркисовича коробочку и потребовал документ, позволявший её вынести. Конечно, ничего такого у Бориса Саркисовича не было (обычно мы выносили фотопластинки в карманах, и проблем не было). Борис Саркисович в свойственной ему решительной манере проигнорировал требование охранника и направился к выходной двери. Тогда Ромахин, воодушевленный своей бдительностью, громко крикнул: «Стой, стрелять буду!» и потянулся к кобуре. Фотопластинки пришлось ему отдать, и он почему-то положил коробочку с ними на горячую батарею водяного отопления (дело было зимой). Для фотопластинок этого делать было нельзя, так как быстро приводило к их порче. Ромахин отказывался убрать фотопластинки с батареи, и пришлось прибегнуть к срочной помощи дирекции.
    Теперь немного о том, что происходило на проходной корпуса в момент начала работы. Начало работы для всех сотрудников НИИЯФ было в 9 часов утра и опоздания не приветствовались. Сотрудники на проходной брали из специального шкафчика свою карточку (перфокарту) и вставляли в устройство, напоминавшее шахматные часы. Ударом по клавише на карточке фиксировалось время прихода сотрудника. Также фиксировалось и время ухода. Типичная картина утреннего прихода работников выглядела так: все приходили к 9-ти, и у часов собиралась толпа, наблюдающая, как стрелка часов подползает к цифре 9. Стремясь опередить ход стрелки, сотрудники с размаху быстро шлепали по клавише, напирая друг на друга. Часы периодически ломались, и наступали спокойные дни. Время от времени специальная комиссия на проходной записывала всех опоздавших, и принимались соответствующие меры (выговоры в приказе дирекции института). Но вернемся к основной теме данных воспоминаний.
    Бетатрон НИИЯФ был очень хорошим экземпляром среди изделий подобного рода. Во-первых, максимальная энергия его электронов достигала 35 МэВ. В отличие от большинства бетатронов, имевших энергии не больше 20–25 МэВ, это давало возможность исследовать гигантский дипольный резонанс (ГДР) во всей энергетической области (10–30 МэВ), что, в конечном счёте, позволило фотоядерной группе НИИЯФ МГУ обнаружить и исследовать явление конфигурационного расщепления ГДР. Во-вторых, он оказался очень надежным в эксплуатации. Им в течение длительного и непрерывного времени эксперимента (многие сутки) мог управлять всего один человек, не являющийся специалистом, например, студент. Конечно, случались аварии, замена ускорительной камеры и даже один раз небольшой пожар, но это были редкие эпизоды.
    За техническое состояние бетатрона и его ремонт отвечали два человека — старший инженер фронтовик Виктор Валентинович Экивин и его помощник Олег Нестеренко. Ещё был механик Александр Березин, который выполнял несложные слесарные работы, связанные с обслуживанием бетатрона и постановкой на нем экспериментов. Березин со своими станками и инструментами располагался прямо под пультовой. Экивин и Нестеренко занимали комнату соседнюю с пультовой, вход в которую был из коридора (в этой комнате сейчас находится рабочее место Димы Ланского). Физики- экспериментаторы занимали комнату, где теперь ЦДФЭ и работает В.В. Варламов. Монтаж и настройка аппаратура для экспериментов происходила в помещении за пультовой, где сейчас происходят заседания сотрудников отдела и кафедры, лекции и семинары. В коридоре были шкафы с различным инвентарем и столы для мелких монтажных и графических работ. Крупные механические заказы выполнялись в механических мастерских 19-го корпуса. В состав коллектива сотрудников, осуществлявших подготовку и проведение экспериментов на бетатроне, входило до трёх лаборантов. Они часто менялись и «через бетатрон» их прошло довольно много. Вспоминаются Бендер- ский, Панафидин, Рудченко, Марченко, Горбатов, Шотт.
    Наверное, современному физику будет интересно узнать, как начинался любой эксперимент на бетатроне. А начинался он с того, что в экспериментальном зале (он был отделен от помещения, где находился бетатрон, защитной стеной из свинца и бетона толщиной около 1 м; этой стены давно нет) искалась точка максимальной интенсивности гамма-пучка, куда и нужно было помещать исследуемую мишень. Точка выхода пучка из бетатрона была хорошо известна, и это место было началом сквозного канала свинцового коллиматора длиной 0,7 м. Но вот положение выхода этого свинцового канала на оси пучка, нужно было определить и соответствующим образом сориентировать коллиматор. Делалось это следующим образом. Лист рентгеновской пленки размещался в экспериментальном зале против выхода пучка из камеры ускорителя в предполагаемом месте расположения исследуемой мишени (несколько метров от бетатрона). Начальная ориентация коллиматора оставалась от прошлого опыта. Проводилось короткое облучение пленки и далее её проявка в комнате ниже этажом непосредственно под бетатроном. Если ориентация коллиматора совпадала с ориентацией пучка, то его изображение на рентгеновской пленке было четким, без полутени. В противном случае возникала полутень, и по её положению и конфигурации опытный экспериментатор мог определить, куда и насколько нужно довернуть выходную часть коллиматора, чтобы сквозной его канал оказался на оси пучка. За 2–3 обсветки обычно удавалось правильно выставить коллиматор. В этой процедуре принимал участие и Борис Саркисович. Мы с ним спускались в проявочное помещение, находившееся прямо под бетатроном. Самым заметным элементом этой комнаты была массивная цилиндрическая бетонная «тумба», на которой стоял бетатрон. Эта тумба свободно проходила сквозь потолок над нами и уходила вниз, сливаясь там с фундаментом здания.  
    Немного о том, как работал бетатрон во время экспериментального сеанса. Он работал непрерывно и круглосуточно. За его работой, сидя за пультом, следил один оператор, поддерживая интенсивность пучка на максимальном уровне поворотом ручки. Роль оператора мог исполнять любой человек, даже студент-старшекурсник. Составлялся график дежурств за пультом. Смена длилась 8 часов. В ночных дежурствах периодически приходилось участвовать мне, и несколько раз в них принимал участие Борис Саркисович. Особенно трудными были предутренние часы, когда глаза буквально слипались, и подступала дремота.
    После завершения нескольких опытов с фотопластинками Шевченко поставил перед группой Ишханова задачу измерения кривых выхода фотопротонных реакций в режиме on-line. На бетатроне наступала эра экспериментов с использованием электроники. Для регистрации фотопротонов использовались сцинтилляционные спектрометры с тонкими (≈1 мм) кристаллами CsI, позволявшие в условиях сильного электронного и позитронного фона уверенно регистрировать протоны с энергиями до 15 МэВ. Их диаметр был равен 3 см. Поставляемые нам кристаллы были существенно толще 1 мм и приходилось их вручную стачивать до нужной толщины и шлифовать. С помощью этой установки впервые были измерены фотопротонные сечения в области ГДР для ядер 1d2s-оболочки Mg, Si, P, S, Ca, а также среднего ядра Zr. Полученные данные для Zr продемонстрировали сдвиг (примерно на 5 МэВ) фотопротонного сечения к более высоким энергиям по сравнению с фотонейтронным, что явилось первым серьёзным аргументом в пользу важной роли изотопического спина в электромагнитных возбуждениях ядер высокой энергии, проявляющегося в форме изоспинового расщепления ГДР. В дальнейшем этот эффект детально изучался в НИИЯФ МГУ с помощью методики полупроводниковых детекторов и получил надёжное подтверждение.
    В связи с опытами по измерению кривых выхода фотопротонов с помощью кристаллов CsI вспоминается следующий эпизод. Шевченко поставил перед нами задачу начать измерения с дважды магического ядра ⁴⁰Са. Мы с Борисом Саркисовичем разместили мишень из кальция и сцинтилляционные счетчики в специальной вакуумной камере, сориентировали коллиматор и выставили камеру в пучок. Начали измерения и получили данные о скорости образования фотопро- тонов в мишени при каком-то (не могу вспомнить) значении Е^max . Показали эти цифры Шевченко. На следующий день он появился со словами о том, что по его оценкам скорость счета фотопротонов должна быть в несколько раз выше и мы, по-видимому, плохо выставили установку в пучок и облучаем мишень не центром пучка, а его крылом. Мы повторили установку. Результат тот же. Так повторялось несколько раз. Шевченко все больше раздражался. Тогда мы попросили его показать нам его оценки. Он принес свои выкладки. Они представляли собой произведение из нескольких множителей, которыми были: оценка интегрального выхода фотопротонов из какой-то работы; число фотонов в нашем пучке выше порога реакции, попадавших на мишень; число ядер в облучаемой части мишени, телесный угол, вырезаемый кристаллом CsI; множитель, учитывающий угол, под которым относительно линии гамма-пучка вылетали протоны; и так далее. Всего около 10-ти множителей. Мы стали проверять все цифры и оказалось, что Шевченко в каждой цифре (а её значение не абсолютно, а лежит в каком-то коридоре, например, 0,9–1,0) брал наибольшее (а не среднее) значение, и в результате получил заведомо завышенную (в несколько раз) оценку выхода фотопротонов. Все встало на свои места, и Шевченко полетел в 1964 г. в Париж на ядерную конференцию с докладом по нашим данным о сечении фотопротонной реакции на кальции-40. Результаты этих исследований были опубликованы в трудах этой конференции и в журнале Physics Letters.  
    В дальнейшем для измерения выходов фотопротонов мы использовали полупроводниковые спектрометры и многонитяные пропорциональные камеры. Полупроводниковые счетчики начали изготавливаться в нашей стране в 60-х годах в ограниченном количестве, и их нелегко было достать. В частности, в Лаборатории ядерных реакций (ОИЯИ, Дубна), руководимой академиком Георгием Николаевичем Флёровым, их стали изготовлять для нужд собственных экспериментов по синтезу новых сверхтяжелых элементов. Эта лаборатория организовала Всесоюзное совещание по полупроводниковым детекторам, их свойствам и методам изготовления. Борис Саркисович и я принимали участие в работе этого совещания и познакомились там с Флеровым и его молодым и энергичным помощником Юрием Цалаковичем Оганесяном, будущим преемником Флерова и единственным живущим человеком, именем которого назван химический элемент. Узнав, что в лаборатории Флерова изготавливаются кремниевые поверхностно-барьерные полупроводниковые детекторы, Борис Саркисович попросил Георгия Николаевича один-два экземпляра выделить нам. Для обсуждения наших потребностей в этих счетчиках Флеров пригласил нас приехать к нему в Дубну. И, по крайней мере, мы дважды были у него. На меня произвело большое впечатление отношение Флерова к Борису Саркисовичу. Чтобы попасть на закрытую и охраняемую территорию ОИЯИ, нужно было заранее получить пропуск, что было довольно длительной процедурой. Флеров, экономя наше время, делал для нас процедуру проникновения на территорию ОИЯИ предельно простой. Он был наделен правом давать указание охранникам о пропуске любого человека к нему без всяких документов. И каждый раз, когда мы приезжали в Дубну, он из своей, довольно далеко отстоящей от проходной лаборатории, приходил в неё, приказывал пропустить нас и приводил к себе в кабинет. Первые полупроводниковые счетчики для фотоядерных экспериментов мы получили от Флерова.
   В измерениях сечений фотопротонных реакций мы использовали 8 одинаковых тонких поверхностно-барьерных кремниевых полупро- водниковых счетчиков общей площадью 18,4 см² . Толщина чувствительного слоя каждого детектора была 300 мк, что позволило резко снизить воздействие на счётчики высокоэнергичной компоненты элек- тронного фона, образующегося в мишени. Для каждого счётчика был создан отдельный тракт усиления и дискриминации. Общее разрешающее время детектора, предусилителя и усилителя было ≈ 3×10^-8 сек. Система регистрировала протоны с энергиями  от 1 до 25 МэВ. В этот же период (1968-69 гг.) под руководством Бориса Саркисовича был создан высокоэффективный детектор фотонейтронов. Он представлял собой бак цилиндрической формы длиной 110 см и диаметром 70 см, вдоль центральной оси которого проходил сквозной канал для гамма-пучка и в центре его располагалась исследуемая мишень. Бак был заполнен парафином для замедления быстрых фотонейтронов, которые после замедления регистрировались восьмьюдесятью пропорциональными счётчиками, заполненными газом 10BF3 (использовалась идущая с большим сечением реакция n + 10 B → 7 Li + α).
    Эффективность этого детектора (около 45%) была рекордной для нашей страны. Детектор регистрировал до 30 нейтронов за один цикл работы ускорителя. Уместно отметить, что детектор такого же типа был создан и в лаборатории Флерова много лет спустя. Он имел эффективность около 30%.
    Кривые выхода фотопротонов и фотонейтронов измерялись так называемым многоканальным методом, т.е. в режиме переключения энергии электронов бетатрона в каждом цикле ускорения, т.е. 50 раз в секунду. Это позволило существенно повысить относительную точность результатов, получаемых с помощью тормозного спектра. Процесс накопления экспериментальной информации был полностью автоматизирован. В конце всего цикла измерений экспериментальные данные содержали информацию о 256 энергетических точках (позже число точек было доведено до 512), причем соседние точки отстояли друг от друга на 100 кэВ. Постоянство верхней границы тормозного спектра поддерживалось с точностью 10-15 кэВ.  
    В первых экспериментах с помощью вышеописанной методики были получены сечения фотопротонной реакции для ядер  ⁵²Cr,  ⁵⁸Ni,  ⁶⁰Ni, и сечения фотонейтронной реакции для ядер ⁵¹V,  ⁵²Cr, ⁵⁹Co, ⁵⁸Ni, ⁶⁰Ni и ²⁰⁸Pb. Были обнаружены отдельные структурные особенности этих сечений. В дальнейшем были выполнены аналогичные эксперименты и на других ядрах.  
    Для проведения экспериментов на отдельных изотопах нужны были обогащенные этими изотопами мишени. Мы их получали в Госфонде стабильных изотопов, который базировался на территории Курчатовского института. В этом фонде была богатейшая коллекция изотопически обогащенных образцов, как в виде тонких фольг, пригодных для экспериментов с вылетом заряженных частиц, так и более массивных образцов, например, в порошкообразном виде, пригодных для экспериментов с вылетом нейтронов. Обогащенные образцы поступали в Госфонд от различных обогатительных установок научных центров нашей страны. Покупать нужные нам образцы мы не могли из-за их очень высокой стоимости. Поэтому мы брали их в аренду по приемлемой цене. Для наших нейтронных экспериментов лучше всего подходили массивные мишени весом сотни граммов, использование которых обеспечивало большие выходы фотонейтронов. При этом фотонейтроны, имея МэВ-ные энергии, свободно (без поглощения) выходили из таких мишеней. Занимался отбором и организацией аренды мишеней я. Когда я приходил к начальнику 19-го корпуса НИИЯФ МГУ Сергею Сергеевичу Васильеву за визой под заявочным письмом в Курчатовский институт на какую-либо фотонейтронную мишень весом в 300–400 граммов, он, воспитанный на тонких мишенях, используемых на циклотроне, с удивлением смотрел на весовые параметры запрашиваемых нейтронных мишеней и говорил: «Такое впечатление, что вы масло покупаете».  
    К началу 70-х годов в ОЭПВАЯ НИИЯФ МГУ были измерены десятки сечений фотопротонных и фотонейтронных реакций в области гигантского дипольного резонанса. В этих сечениях наблюдалась структура, природа которой была неясна. Сравнение результатов расчетов с большинством накопленных экспериментальных данных по сечениям фотоядерных реакций, энергетическим и угловым распределениям продуктов распада гигантского резонанса уже не могло быть эффективным средством проверки теоретических моделей, поскольку эти данные содержали в неразделенном виде вклады от распада многих состояний гигантского резонанса на боль- шое число уровней конечных ядер. Требовалась постановка экспериментов нового типа, данные которых были бы чувствительны к механизму реакции.
    Дальнейший прогресс в экспериментальных исследованиях гигантского резонанса был связан с изучением различных каналов его распада и, прежде всего, таких, в результате которых происходит заселение отдельных состояний ядер-продуктов (такие каналы ниже будут называться парциальными). В первую очередь это относится к парциальным нуклонным каналам распада, поскольку вылет нуклонов является основной формой распада гигантского резонанса. Высокая информативность фотоядерных экспериментов, в которых фиксируются отдельные состояния конечных ядер, обусловлена тем, что эти состояния по энергии расположены значительно ниже формирующих гигантский резонанс состояний ядра-мишени и они изучены достаточно хорошо. Знание природы низколежащих заселяемых состояний конечного ядра позволяло получить новые сведения о высокорасположенных состояниях гигантского резонанса.
    Экспериментальные исследования парциальных каналов распада гигантского резонанса были выполнены в НИИЯФ МГУ методом спектрометрирования фотопротонов и гамма-квантов, снимающих возбуждение конечных ядер после вылета из ядра фотонуклона. Это позволило разобраться в конфигурационной структуре гигантского резонанса ядер с числом нуклонов до 60 и определить роль полупрямого (т.е. самого быстрого) способа его распада, несущего непосредственную информацию об оболочечной структуре гигантского резонанса. Для этого была использована спектроскопическая информация о дырочных по отношению к ядру-мишени уровнях конечных ядер, полученная в независимых реакциях однонуклонного подхвата.
    Протоны регистрировались спектрометром, представлявшим собой телескоп из двух кремниевых полупроводниковых детекторов толщиной 40 микрон (ΔЕ-счётчик) и 3 мм (Е-счётчик) площадью
100 мм² . Энергетическое разрешение спектрометра составляло  100–150 кэВ в области энергий 5–8 МэВ. Использование телескопа счётчиков позволило решить задачу выделения сигналов протонов из интенсивного фона электронов и позитронов от неядерных процессов и обеспечить регистрацию протонов с энергиями от 1,5 до 20 МэВ. Принцип отделения протонов от лёгких заряженных частиц был основан на том, что при одинаковой энергии, оставленной заряженными частицами в Е-счётчике, электроны и позитроны оставляли в ΔЕ-счётчике энергию во много раз меньшую, чем протоны. Поэтому на плоскости с осями ΔЕ и Е события от протонов и легких заряженных частиц концентрировались в различных местах.  
    Для получения из фотопротонных спектров сечений фотопротон- ных реакции с образованием конечных ядер в отдельных состояниях необходимо было эти спектры измерять, меняя Е^max с достаточно малым шагом. Проблема достижения необходимой точности в относи- тельной нормировке спектров решалась применением многоканального метода измерения энергетических спектров фотонуклонов. Этот метод, ранее использовавшийся для измерения кривых выхода фото- ядерных реакций, в описываемых экспериментах впервые был применен для измерения спектров фотопротонов. Е^max менялась (с шагом около 1 МэВ) в каждом цикле работы ускорителя, т. е. с частотой 50 Гц, последовательно и многократно проходя весь набор значений. Синхронно с дискретным изменением Е^max происходило переключение участков памяти 4096-канального амплитудного анализатора с записью в них информации об энергетическом распределении фотопротонов. Этот режим работы с одной стороны обеспечивал одновременное измерение спектров фотопротонов, отвечающих разным Е^max , подавляя тем самым влияние временнòй нестабильности параметров спектрометрического тракта на точность результатов, а с другой — не требовал длительного прецизионного контроля дозы гамма-излучения, поскольку все протонные спектры в конце эксперимента оказывались автоматически привязанными к одному и тому же числу актов ускорения электронов.
    Данные экспериментов по спектрометрированию фотопротонов дополнялись данными экспериментов по спектрометрирования гамма-квантов, снимающих возбуждение конечных ядер. Использование этих данных с одной стороны позволяло понять, заселение каких уровней конечных ядер и с какой вероятностью формируют полученные из спектрометрирования фотопротонов парциальные фотопротонные сечения для групп неразрешенных конечных уровней, а с другой — получить сведения о фотонейтронном канале распада гигантского резонанса. Фотонейтронный канал в экспериментах по девозбуждению легко отделяется от фотопротонного по энергиям уровней, принадлежащим различным конечным ядрам — соответственно (A – 1,Z) и (A – 1,Z –1). Для регистрации гамма-квантов девозбуждения в экспериментах, выполненных в НИИЯФ МГУ, использовался Ge(Li)- детектор с чувствительным объёмом 100 см³ , имевший энергетическое разрешение несколько кэВ для фотонов с энергиями до 10 МэВ. В описываемых исследованиях вместе с нашими данными была использована и проанализирована вся совокупность мировых ядерных данных по парциальным каналам распада гигантского резонанса легких ядер. Так для ядер 1d2s-оболочки (A=16-40) было использова- но более 300 парциальных сечений, а для ядер 1f2p-оболочки — около 100. Информативность полученных нами данных о гигантском резонансе намного превышала информативность всех тех исследований, которые были выполнены мировым ядерным сообществом. В результате этих исследований была расшифрована оболочечная структура гигантского резонанса и определена роль полупрямого механизма распада ядер с числом нуклонов до 60. Главным результатом этих исследований явилось открытие явления конфигурационного расщепления гигантского дипольного резонанса легких ядер.
    Было устновлено, что обширная группа всех легких атомных ядер (по крайней мере, вплоть до кальция), у которых также как и у сред них и тяжёлых ядер имеется выделенная по энергии область интенсивного поглощения фотонов (гигантский резонанс), характеризуется отличным от последних механизмом взаимодействия с электромагнитным излучением. Именно, дипольные колебания у лёгких атомных ядер утрачивают коллективную природу, присущую средним и тяжёлым ядрам. Вместо этого они характеризуются, в основном, возбуждением отдельных нуклонов, которое переходит с нуклонов одних ядерных оболочек на нуклоны других оболочек при изменении энергии фотона. Иначе говоря, единый пик гигантского резонанса не формируется, а вместо этого возникает широкая полоса энергий (её ширина 10–30 МэВ), где происходит интенсивное дипольное поглощение фотонов, причём фотоны разных энергий возбуждают протоны и нейтроны разных ядерных оболочек. В результате образуется широкая полоса частот поглощения фотонов лёгкими ядрами вместо узкого пика, характерного для средних и тяжёлых ядер, которые колеблются подобно капле жидкости. Такое расщепление одного узкого пика дипольного поглощения фотонов на ряд пиков, разбросанных в широкой области частот, наблюдающееся при переходе от тяжёлых и средних ядер к более лёгким, было предсказано теоретиками НИИЯФ МГУ и получило название «конфигурационного расщепления» (configure-tional splitting) гигантского резонанса» (термин, впервые введённый в научную литературу в 1967 г. на международной конференции по ядерной физике в Токио и с тех пор утвердившийся в ней).  
    Предсказание и экспериментальное обнаружение этого явление было в 1987 г. признано в нашей стране в качестве научного открытия. Авторы открытия Б.С. Ишханов, И.М. Капитонов, В.Г. Неудачин, В.Г. Шевченко, Н.П. Юдин. Приоритет открытия: июль 1960 г. в части теоретического предсказания и 30 января 1978 г. в части экспериментального обнаружения. Формула открытия:

 «Устновлена неизвестная ранее закономерность конфигурационного расщепления гигантского дипольного резонанса у легких атомных ядер, заключающаяся в том, что сечение взаимодействия этих ядер с гамма-квантами в области электрического дипольного поглощения расщеплено по энергии на группы переходов, связанные с формированием различных ядерных конфигураций, причем низкоэнергетическая группа, обусловленная пе- реходами нуклонов из внешней ядерной оболочки, распадается с испусканием нуклонов больших энергий, а высокоэнергетическая, обусловленная переходами из внутренней оболочки, — с испусканием нуклонов малых энергий».  

    Решающей инстанцией в признании этого открытия в нашей стране явилось заседание Бюро отделения ядерной физики Академии наук СССР, состоявшееся 8 сентября 1987 г. под председательством академика-секретаря Бюро М.А. Маркова. Было заслушано сообщение назначенного отделением эксперта по данному открытию академика Г.Н. Зацепина. Присутствовало много известных физиков (2 лауреата Нобелевской премии — И.М. Франк и П.А. Черенков, а также А.М. Балдин, Г.Н. Флёров, Ю.Д. Прокошкин, А.Н. Тавхелидзе, Д.В. Ширков и др). Единогласно было принято постановление, рекомендующее Госкомизобретений СССР зарегистрировать открытие. Состоявшееся 5 ноября 1987 г. в Госкомизобретений процедура регистрации открытия была уже формальным актом.
    Явление конфигурационного расщепления было предсказано в 1960 г. В.Г. Неудачиным, В.Г. Шевченко и Н.П. Юдиным сначала для ядер 1р-оболочки (между ⁴Не и ¹⁶О), а затем в 1964 г. ими же и для ядер 1d2s-оболочки (между ¹⁶О и ⁴⁰Са). Проявлением конфигурационного расщепления в ядрах 1р-оболочки является их так называемый «звездный» (кластерный) распад при поглощении гамма-кванта. Это следствие супермультиплетной структуры легчайших ядер, вызванной пространственно-обменными силами Майорана. Любопытно, что эти силы молодой и загадочный итальянский гений ввел в 1933 г., стажи- руясь в Германии у Гейзенберга, в тот момент, когда последний пытался построить теорию нуклон-нуклонного взаимодействия. И по- истине удивительно то, что эти силы через 30 лет сыграли одну из ключевых ролей в явлении конфигурационного расщепления гигантского резонанса.
    Результаты пионерских работ, выполненных в НИИЯФ МГУ, были позже подтверждены в аналогичных экспериментах японских, австралийских и бельгийских исследователей и получили международное признание. Авторство учёных МГУ в теоретическом предсказании и первом экспериментальном наблюдении конфигурационного расщепления ГДР широко признано, а словосочетание «configurational splitting» прочно вошло в лексикон физиков-ядерщиков. Более того, опыты, выполненные в США, Швейцарии (ЦЕРН), Японии и нашей стране, в которых ядра возбуждались различными элементарными частицами, показали, что открытое в МГУ явление имеет универсальный характер, т. е. проявляется не только в электромагнитном взаимодействии, но также в сильном и слабом взаимодействиях. Открытие внесло коренные изменения в сложившиеся представления о структуре легких атомных ядер и механизме возникновения у них возбуждений большой энергии.
    Основные экспериментальные исследования, приведшие к откры- тию явления конфигурационного расщепления гигантского дипольного резонанса, проводились на бетатроне НИИЯФ МГУ под руководством Бориса Саркисовича в период 1970–85 гг. В них принимали участие В.И. Шведунов, А.В. Шумаков, А.С. Габелко и «интернациональный корпус» в составе армянки Ж.Л. Кочаровой, украинца Ю.И. Прокопчука, венгра А.И. Гутия, узбеков У.Р. Арзибекова, К.М. Иргашева, М.Х. Жалилова, а позже — латышки И.А. Тутынь. Все они по итогам этих исследований защитили кандидатские диссертации.
    Результаты этих исследований суммированы в многостраничном обзоре «The Giant Dipole Resonance in Light Nuclei and Related Phenomena», опубликованном в 1986 г. в журнале Physics Reports (A Review Section of Physics Letters). Редактором этого журнала и журнала Nuclear Physics в то время был известный физик-теоретик американец Джерри Браун (G.E. Brown) — автор схематической модели

коллективизации одночастичных частично-дырочных переходов остаточными силами. Эта модель позволила понять, как формируется сдвинутое вверх по энергии (в область экспериментального положения гигантского резонанса) выделенное дипольное состояние, вбирающее в себя основную часть сечения. Концепция конфигурационного расщепления свидетельствовала о том, что схема Брауна не работает в легких ядрах. Поэтому нетрудно было предугадать, с каким интересом Браун знакомился с присланным ему опусом. Мы, поэтому, с некоторым волнением ожидали его реакции. Я был в кабинете В.Г. Неудачина, когда он получил письмо от Брауна. В нём Браун наградил наш труд эпитетом «excellent» и сообщал, что он будет опубликован в ближайшем номере. А труд был весьма объёмным (около двухсот страниц) и для его опубликования пришлось объединить сразу три выпуска (issues) журнала. Воспроизвожу самое начало этого обзора, который зарубежные физики называли «библией» фотоядерной науки:  
    Обзор, естественно, был написан по-русски, и нужно было качественно перевести его на английский. Такой перевод выполнил Олег Зильберт, которого мы знали по его прошлой работе в качестве переводчика НИИЯФ МГУ.  

«The Giant Dipole Resonance in Light Nuclei and Related Phenomena». R.A. Eramzhyan, B.S. Ishkhanov, I.M. Kapitonov, V.G. Neudatchin. Physics Re- ports, V. 136, I. 4-6, P. 229-400 (April 1986)  

Abstract
The present-day status of the giant dipole resonance (GDR) in light nuclei is discussed with main emphasis on the supermultiplet and configurational split- ting of GDR, which are its most important features. A great wealth of experi- mental data, which confirm the existence of the above phenomenon are present- ed. Consideration is also given to the related problems, such as radiative pion capture and muon capture, spin-isospin dipole excitations, the role of the supermultiplet structure of nuclear levels in the formation of hypernuclear states in processes of the coherent substitution of hyperons for nucleons.  

    Другим непростым моментом были рисунки. В то время не было компьютерных способов изготовления рисунков, графиков и схем. Журналы Physics Reports и Nuclear Physics требовали представлять рисунки, выполненные тушью на кальке. А в нашем обзоре было 75 рисунков, некоторые из которых были весьма сложными. Пришлось эту работу выполнить мне. И в течение месяца, непрерывно, не отвлекаясь на другие дела, я, вооружившись рейсфедером, циркулем и пером изготавливал эти рисунки и делал к ним надписи. Все рисунки редакция приняла без замечаний. Помню, как под самый новый 1986-й год я с папкой толщиной 10 см отправился на Главпочтамт и отправил наш труд в редакцию Physics Reports.
    C тех пор прошло 35 лет и, знакомясь с фотоядерными исследованиями гигантского резонанса этих «послеконфигурационных» лет, я утверждаю, что ничего более информативного и фундаментального в этой области ядерной физики не появилось. Эффективности и успешности наших исследований способствовало несколько обстоятельств, главным из которых была концентрация в одном месте (19-м корпусе НИИЯФ МГУ) группы первоклассных теоретиков- ядерщиков, интересовавшихся гигантским резонансом, и экспериментаторов фотоядерщиков, начинавших исследования на первоклассном 35-МэВ бетатроне. Нас разделял один коридор и два лестничных пролета. Мы хорошо знали друг друга и часто общались, обсуждая одну волновавшую нас проблему — какова глубинная физика гигантского дипольного резонанса. И, конечно, ещё одним важным фактором успешности нашей деятельности была кипучая энергия, воля и организационный талант Бориса Саркисовича Ишханова.  

ЮБИЛЕЙНЫЙ СТЕНД В ЧИТАЛЬНОМ ЗАЛЕ БИБЛИОТЕКИ ФИЗИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА

Оглавление