ЭС: И.М.Франк

ФРАНК ИЛЬЯ МИХАЙЛОВИЧ (10(23).10.1908, Санкт-Петербург – 22.06.1990, Москва), физик.
 
Окончил физико-математический факультет МГУ (1930). Ученик С.И. Вавилова.
Доктор физико-математических наук (1935, «Элементарные процессы при оптической диссоциации»). Профессор (1944).
Академик отделения ядерной физики (физика атомного ядра) АН СССР (1968, член-корреспондент с 1946).
 
Профессор кафедры физики элементарных частиц (1961–1990); заведующий кафедрой №4/радиоактивного излучения (1949–1960); профессор кафедры атомного ядра и радиоактивности/строения вещества (1940–1949) физического факультета. Заведующий лабораторией измерений радиоактивных излучений Научно-исследовательского института ядерной физики (1946–1958). Работал в МГУ с 1940 г.
 
Научная и педагогическая деятельность. В сфере научных интересов физическая оптика, нейтронная и ядерная физика, физика ядерных реакторов. В студенческие годы занимался на кафедре теоретической физики, которой руководил Л.И. Мандельштам. Со второго курса специализировался в области флуоресцирующих жидкостей под руководством М.А. Леонтовича и С.И. Вавилова, характеризовавшего своего ученика как «разностороннего физика-экспериментатора с выдающейся теоретической эрудицией».
«Дело в том, что, поступив в университет, я сам далеко не сразу понял, кем хочу быть: то ли физиком, то ли математиком, как мой отец, или, может быть, специализироваться по биологии, которой занимался мой брат, в то время аспирант профессора А.Г. Гурвича, а впоследствии известный биофизик, больше всего мне тогда хотелось учиться, а интересовало меня почти всё. Кроме, пожалуй, гуманитарных наук. Поэтому кроме лекций я усердно посещал и учебные лабораторные занятия в физическом практикуме. Мой отец, в то время профессор математики в Симферополе, был знаком не только с математиками, но и с московскими физиками. Сразу же после моего приезда в Москву он познакомил меня с И.Е. Таммом, с которым был в дружеских отношениях, с Г.С. Ландсбергом и с Л.И. Мандельштамом. Слово “познакомил” в данном случае звучит слишком громко. Точнее говоря, отец объяснил, что … я буду учиться у замечательных ученых – математиков и физиков. Что касается тех, кому я был представлен, то они, вероятно, заметили появление на занятиях скромного и застенчивого молодого человека, но вряд ли могли обратить на него внимание, ведь я его ещё ничем не заслужил».
 
Первоначальные интересы И.М. Франка в области физической оптики сменились в середине 1930-х гг., по предложению С.И. Вавилова, физикой атомного ядра. Осенью 1939 г. в журнале «Природа» была опубликована его статья о новом виде ядерных реакций с подзаголовком «Деление ядер урана и тория под действием нейтронов», ставшая первой научно-популярной статьёй в советской литературе, посвящённой этому открытию.
Совместно с П.А. Черенковым, аспирантом С.И. Вавилова, И.М. Франк работал над задачей, получившей официальное название «эффект Черенкова» или «излучение Вавилова–Черенкова». В процессе сравнения механизмов люминесценции ураниловых солей под действием гамма-лучей и при возбуждении видимым светом и рентгеновскими лучами, П.А. Черенков обнаружил слабое свечение, испускаемое под действием гамма-лучей чистыми жидкостями в отсутствие в них солей урана. Именно И.М. Франку принадлежала блестящая догадка о том, что это совершенно новое явление, специфическое для распространения электронов, движущихся со скоростью больше фазовой скорости света в среде. Совместно с С.И. Вавиловым и И.Е. Таммом развил теорию этого излучения. Эффект стал основой ряда современных методов детектирования быстрых заряженных частиц, движущихся в атмосфере, в воде, во льду. Для самой излучающей частицы эффект ведёт к новому, коллективному механизму её торможения в среде за счёт взаимодействия частицы сразу со многими частицами среды. Практическое применение эффекта нашло выражение в создании черенковских счётчиков – детекторов быстрых заряженных элементарных частиц, позволяющих эффективно выделять высокоэнергичные релятивистские частицы на уровне большого фона низкоэнергичных частиц.
Лауреат Государственной премии СССР за открытие и исследование излучения электронов при движении их в веществе со сверхсветовой скоростью, результаты которых обобщены и опубликованы в “Трудах ФИАН имени П.Н.Лебедева”» (1946, соавт.).
В сотрудничестве с И.Е. Таммом провёл методами классической электродинамики серию теоретических исследований по изучению источников света, движущихся в преломляющей среде. Разработал теорию сложного эффекта Доплера в преломляющей среде (1942), а совместно с В.Л. Гинзбургом предсказал и разработал теорию нового явления – переходного излучения, возникающего при пересечении равномерно движущимся электроном границы двух сред (1946), изучил эффект Доплера при сверхсветовой скорости (1947). Переходное излучение было экспериментально обнаружено в 1955 г. А.Е. Чудаковым, выпускником физического факультета (1948).
Совместно с Л.В. Грошевым (по предложению С.И. Вавилова) провёл фундаментальные исследования по явлению превращения гамма-фотонов в пару «электрон-позитрон». Эта работа, выполненная с помощью камеры Вильсона, наполненной различными тяжёлыми газами (криптон, ксенон), включала громадный опытный материал – несколько тысяч стереофотографий, позволяющий всесторонне анализировать интереснейшие явления образования пар.
Награждён золотой медалью имени С.И. Вавилова за цикл работ «Исследования по оптике преломляющих сред» (АН СССР, 1979).
 
Директор Лаборатории нейтронной физики Объединённого института ядерных исследований (ОИЯИ, Дубна, 1957–1970). Заведующий лабораторией атомного ядра Физического института АН СССР (1946–1970). Под руководством И.М. Франка и Д.И. Блохинцева в ОИЯИ были построены и запущены импульсные реакторы на быстрых нейтронах ИБР-1 (1960), ИБР-30 (1968) и ИБР-2 (1982). Проектирование и строительство высокопоточных нейтронных реакторов в Дубне позволило получить ряд интересных результатов в исследованиях конденсированных сред. Была заложена основа для развития новых направлений в изучении микромира с помощью нейтронов методами спектрометрии по времени пролёта. Лауреат Государственной премии СССР за цикл работ «Исследовательский реактор ИБР и реактор ИБР с инжекторами» (1971, соавт.). Лауреат премии Правительства РФ за работу «Исследовательский высокопоточный импульсный реактор ИБР-2» (1996, соавт., посмертно).
 
С 1940 г. принимал активное участие в становлении кафедры атомного ядра и радиоактивности на физическом факультете, разрабатывая курсы «Стабильные ядра» и «Нейтронная физика», и в организации Научно-исследовательского института ядерной физики МГУ.
«Научное и практическое значение проблем, связанных с вопросами изучения атомного ядра и радиоактивности не только огромно, но и актуально. В МГУ такая кафедра отсутствует по причине невозможности укомплектовать её специалистами. Переезд в Москву Физического института АН позволит МГУ привлечь на факультет крупных специалистов по данному вопросу (чл.-корр. Д.В. Скобельцина, профессоров И.М. Франка и С.Н. Вернова) и включить их в состав кафедры. Деканат физического факультета просит поставить перед ВКВШ вопрос об организации в системе МГУ на физическом факультете новой кафедры атомного ядра и радиоактивности», – докладывал декан факультета А.С. Предводителев ректору МГУ А.С. Бутягину (1940).
 
В 1949 г. из кафедры атомного ядра и радиоактивности было выделено несколько других, объединённых в отделение строения вещества (ОСВ), которое было обособлено даже территориально – для прохода в ОСВ требовался специальный пропуск, предъявляемый охраннику. Первоначально кафедры, составляющие ОСВ, были номерными: после 1953 г. кафедра №4, которой заведовал И.М. Франк, получила название кафедры радиоактивного излучения.
 
«Атомный проект». В конце войны и в послевоенные годы работа учёного была сосредоточена на широких теоретических и экспериментальных исследованиях реакций на лёгких ядрах с испусканием нейтронов и взаимодействия быстрых нейтронов с ядрами трития, лития и урана, проводившихся под наблюдением И.В. Курчатова. Полученные результаты помогли понять основные закономерности переноса нейтронов в ядерных реакторах и стали весомым вкладом в развитие советского атомного проекта. Они были частично опубликованы только через несколько лет. Лауреат Государственной премии СССР за работы по физике реакторов и по исследованию ядерных реакций легчайших ядер, выполнявшихся по специальному заданию правительства (1953).
 
Великая Отечественная война. Эвакуирован в Казань вместе с Физическим институтом АН СССР (ФИАН, 1941–1943). По поручению С.И. Вавилова подготовил к эвакуации и обеспечивал сохранность имевшегося в ФИАН запаса 1,5 граммов радия. Радий, находившийся в виде растворов солей, надо было перевести в твёрдую фазу и запаять в ампулы. Вместе с радиохимиком Н.П. Страховым проделал эту работу, выпаривая раствор на электроплитке во дворе института.
В эвакуации выполнял работы по военной тематике. В частности, совместно с аспирантом О.Н. Вавиловым занимался вопросами исследования гамма-лучей ионизационным методом. На этой основе был разработан прибор для измерения стенок стволов стрелкового оружия (совместно с Институтом машиноведения АН СССР), позволяющий измерять сталь толщиной до 10 см с точностью не менее десятых миллиметра. На одном из уральских заводов прибор был детально проверен, испытан и принят в качестве контрольного.
 
Государственные награды: ордена – Ленина (1953, 1953, 1975), «Знак Почёта» (1945), Трудового Красного Знамени (1949, 1968), Октябрьской революции (1978), медаль «За доблестный труд в Великой Отечественной войне 1941–1945 гг.» (1946).
«Мне довелось в течение одного дня дважды получить орден Ленина из рук Ворошилова, и я считал это для себя большой честью. Первое награждение было по Академии наук, и ордена получили тогда очень многие. Что касается второго, то ряду учёных, в том числе и мне, довелось выполнять научные работы, записанные в секретных приказах Сталина. И даже в случаях, когда наше имя в приказе не было прямо названо, каждый из нас считал своим долгом выполнение задания в срок, так же, как если бы это было в военные годы. Вручая нам награды и поздравляя, Ворошилов говорил: “Не огорчайтесь, что в газетах не будет ваших имён. Народ догадывается о том, что вы делаете, и относится к этому с одобрением”».
 
Награды иностранных государств: ордена – Полярной Звезды (Монгольская Народная Республика, 1982), «Кирилл и Мефодий/Кирил и Методий» (Народная Республика Болгария, I ст. – 1970).
Нобелевская премия по физике (совм. с И.Е. Таммом и П.А. Черенковым) «за открытие и толкование эффекта Черенкова» (Шведская королевская академия наук, 1958). Примечательно, что 29 октября 1958 г. когда в газете «Правда» появилась информация об этой премии, Б.Л. Пастернак отправил в Швецию телеграмму об отказе от нобелевской премии по литературе.
Перед поездкой в Стокгольм И.М. Франк подробно консультировался с получившим премию в 1956 г. химиком Н.Н. Семёновым.
1958 г. Вручение И.М. Франку Нобелевской премии
 
Основные труды: «Излучение Вавилова – Черенкова. Вопросы теории» (1988), учебное пособие «Взаимодействие ядерных частиц с твёрдым телом. Конспект лекций» (соавт., 1976); «Сергей Иванович Вавилов: очерки и воспоминания» (ред., 1979).
 
Память: Его имя присвоено Лаборатории нейтронной физики ОИЯИ. К 100-летию со дня рождения учёного Банк России выпустил памятную серебряную монету номиналом 2 рубля.
 
Литература: Илья Михайлович Франк: Очерки и воспоминания. – М., 2008.