Глава двадцать первая Уникальная наука

Глава двадцать первая

Уникальная наука

В шестидесятые и семидесятые годы прошлого века физики были в большом почете, и физическая наука в нашей стране бурно развивалась, привлекая к себе самую способную молодежь. Государство щедро финансировало грандиозные проекты ускорителей, ядерных реакторов, токамаков, научных кораблей, космических станций, мощных лазеров, оптических, нейтринных, и радиотелескопов и т. д. По долгу министерской службы (и из любопытства тоже) я посетил многие из них и познакомился с образом жизни работающих на них ученых, подчас не менее экзотическим, чем сами установки и решаемые на них физические проблемы. Для полноты картины, думаю, стоит предвосхитить эти впечатления небольшим экскурсом в саму физику. Это целесообразно и для придания убедительности следующей главе, посвященной антинауке.

У большинства людей представление о физике ассоциируется преимущественно со школьными задачками про движение грузиков на блоке, нежели с фундаментальной наукой, занимающейся закономерностями возникновения, существования и превращения пространства, времени, материи и энергии.

На пути первооткрывателей законов физического мироустройства многократно возникали гносеологические барьеры, когда приходилось делать выводы, противоречащие совершенно очевидным убеждениям, типа отказа от плоской модели Земли. Насколько устойчивы во времени были такие заблуждения, можно заключить по изумительному рассказу А. Чехова «Письмо к ученому соседу», в котором предельно четко сформулирован основной довод догматика:

– Этого не может быть, потому что этого не может быть никогда.

Подобные ситуации возникали во всех областях физической науки. Легко ли поверить, что в солнечном свете есть излучение, невидимое человеческим глазом, допустить существование электромагнитного поля в вакууме, понять, как электрон может бесконечно долго вращаться вокруг ядра атома, не теряя энергии, осмыслить квантовые явления и четвертое временное измерение пространства.

Любопытно, что даже выдающиеся умы, совершившие грандиозные открытия, оказывались подчас в лагере консерваторов, решительно отрицая смелые прозрения своих коллег. Так было с Ньютоном – величайшим физиком всех времен, не признававшим, однако, волновую теорию света, Лоренцом, долго не соглашавшимся с теорией относительности, в основе которой лежали его знаменитые формулы, и Эйнштейном, не жаловавшим квантовую механику.

На ранних этапах развития физической науки целый ряд фундаментальных открытий был сделан не профессионалами физиками, а в первую очередь врачами. Так, Юнг провел уникальные опыты по дифракции света и оценил длину волн разных цветов, а Гальвани открыл источник электрического тока. Дорожный инженер-строитель Френель поставил убедительные опыты по дифракции и построил математическую модель, объясняющую важнейшие свойства света – интерференцию, дифракцию и преломление. Их имена навеки вписаны в анналы физической науки.

Подобных примеров не встретишь в наше время. Современный дилетант не способен даже представить себе уровень задач, решаемых современной физикой. Все уже изучено глубоко и досконально.

Физические законы удивительно точны, строги и взаимосвязаны. Они не допускают даже малейших отклонений. К примеру, если вдруг по какой-то причине слегка нарушится закон преломления света, то тут же рухнет вся оптическая наука, за ней – электродинамика, квантовая механика, специальная и общая теория относительности и даже не устоит закон Архимеда. В физической науке нет малейшего места потусторонним силам.

Физики детально изучили все виды взаимодействия в природе – гравитационное, электромагнитное и ядерные, сумели найти им детальное теоретическое описание, полностью удовлетворяющее все земные потребности. Теперь ставится вопрос создания «теории всего», способной на единой основе построить математическую модель природы. Пока не удается. Возможно, это связано с ограниченностью наших материалистических представлений.

Астрофизикам интересно не только, как устроена Вселенная, но и то, как она образовалась и какое ее будущее. При этом они оперируют временными масштабами в миллиарды и триллионы лет, в которых существование нашей цивилизации превращается в мгновение. О Вселенной физики узнали уже очень много, но в ее динамике все еще остаются некоторые неясности. Для их объяснения появились гипотезы о «темной энергии» и «темной материи» – непонятных субстанциях, как-то влияющих на скорость расширения Вселенной.

Для прояснения вопроса силами международной коллаборации построен Большой адронный коллайдер в Швейцарии стоимостью более 7 миллиардов долларов.

Казалось бы, кому и зачем все это нужно? С позиции обывателя – никому от этого нет никакой пользы. С позиции мыслителя, прояснение вселенского устройства имеет решающее значение для формирования мировоззрения – основы бытия. К тому же даже такие громадные вложения в фундаментальную науку окупятся с лихвой, причем не только за счет получения новых физических знаний. При решении задач подобной сложности всегда возникают нетривиальные технические решения, находящие впоследствии применение в практически важных областях. Убедительный пример дала американская лунная программа, затраты на которую (25 млрд долл.) не раз окупились в рамках земных военных и гражданских приложений.

Среди неисчислимого множества открытий физической науки можно выделить несколько судьбоносных, обеспечивших последовательность технических революций, предопределивших пути развития всей цивилизации. Это:

– создание паровой машины и двигателя внутреннего сгорания;

– освоение электромагнетизма;

– освоение атомной энергии;

– создание вакуумной электроники;

– создание полупроводниковой микроэлектроники;

– изобретение лазеров.

Практически все технические достижения сегодняшнего дня базируются на этих и многих других фундаментальных работах физиков, таких как открытие рентгеновских лучей, создание радио, обнаружение явления сверхпроводимости и т. д.

На прошедший век приходятся четыре из обозначенных открытия революционного характера, последнему из которых, изобретению лазера, мне довелось быть свидетелем во время учебы в МГУ и работы у нобелевского лауреата А. Прохорова.

Перспективы практического использования лазеров были столь очевидны, что начало 1970-х годов породило лазерный бум во всем цивилизованном мире. В СССР было принято специальное постановление ЦК КПСС и Совета Министров о развертывании работ по созданию и практическому использованию лазеров. Были созданы новые институты и производства. Обещания ученых не просто оправдались, но и превзошли самые смелые прогнозы. Сейчас лазеры вошли в нашу жизнь повсеместно, начиная с медицины и кончая «звездными войнами». За пятьдесят прошедших лет лазеры освоили не только оптический диапазон, но и широко шагнули за его пределы. Они бывают крошечными, с булавочную головку, и гигантскими, с мощностью излучения, достаточной для поражения военной техники на космических расстояниях.

Проводниками лазерной техники в большей степени оказались, как ни странно, не оптики, а радиофизики, для которых работа с когерентным излучением была привычней. К примеру, оптики были поражены и даже озадачены первыми опытами по преобразованию красного лазерного света в зеленый, тогда как радиофизики еще в начале века владели искусством удвоения радиочастоты.

Лазерное научное сообщество сейчас является в науке самым многочисленным и представительным, оно превзошло некогда всемогущественное ядерное. Лазерные конференции собирают наибольшее число участников и ежегодно удивляют мир новыми достижениями. А ведь всего пятьдесят лет назад ничего этого не было.

Вторым событием в физике второй половины прошлого века, претендовавшим на революционность, явилось открытие так называемой высокотемпературной сверхпроводимости – ВТСП. В отличие от лазеров, оно по своей сути было не столь новаторским, но при этом наделало не меньше шума, нежели лазеры. Сверхпроводники – материалы с уникальными свойствами. Они не оказывают сопротивления электрическому току, который может существовать в них сколь угодно долго без всякой подпитки. На их основе можно строить мощные магниты, практически не потребляющие энергию.

Сверхпроводники известны с начала XX века, однако их рабочие температуры были очень низкими, вблизи абсолютного нуля (–273° С), что ограничивало их применение рамками физических лабораторий. Все изменилось в одночасье после публикации статьи швейцарских исследователей Дж. Бернорца и А. Мюллера, сообщившей об обнаружении новых сверхпроводников с рабочими температурами на сто градусов выше. Хорошо организованное сообщество ученых, работающих в области сверхпроводимости, сумело придать этому открытию такую значимость, что творцам тут же присудили Нобелевскую премию. Подобного не случалось ни до, ни после.

Силами академика Ю. Осипьяна важность открытия была доведена до руководства страны. Рисовались такие перспективы, что члены Политбюро ЦК КПСС для изучения вопроса специально выезжали в Институт физики твердого тела в г. Черноголовку. Было принято решение о выделении невиданных по тем временам средств для закупки оборудования и организации специальных программ исследований. Если бы лишь половина проектов реализовалась, у нас все было бы на сверхпроводниках: и линии электропередач, и транспорт, и связь, и компьютеры, не говоря уже о военной и специальной технике.

Возникший ажиотаж порушил весь размеренный уклад научной работы, внеся невероятную суматоху и даже авантюризм. Международные конференции по ВТСП шли одна за другой и собирали тысячи участников. Горячка была такая, что докладчики показывали совершенно сырые экспериментальные результаты, иной раз только что полученные из лаборатории по факсу.

При оформлении нашей делегации на первую международную конференцию сотрудник МИДа попросил меня разъяснить, в чем смысл перехода на провода линий электропередачи из этих так называемых высокотемпературных сверхпроводников:

– Если провода придется нагревать, то это же потребует больших энергетических затрат и очень неудобно.

– Да нет. Провода придется охлаждать до минус 200 градусов.

– Какая же она, к черту, высокотемпературная?

Это наглядная иллюстрация того, как умеют ученые давать названия своим детищам.

По прошествии двадцати пяти лет ажиотаж спал совершенно. Научные знания серьезно продвинулись, но ожидаемой революции в технике не случилось. Новые материалы оказались технологически неудобными. Завистники (ученые других специальностей) иной раз пеняют инициаторам бума ВТСП. В общем-то, зря, выделенные средства тогда были потрачены весьма рационально, особенно по теперешним меркам.

Современная физика – это разветвленная область исследований, простирающаяся от микромира элементарных частиц до глубин космоса, от биофизики до геофизики, от физики твердого тела до физики плазмы, от технической физики до математической физики. Усилиями физиков были созданы самые совершенные приборы, ставшие на вооружение современной биологии, химии, геологии, медицины, материаловедения и других научных дисциплин.

Больше всего грандиозного было создано в области ядерной физики и физики высоких энергий. Именно здесь не прекращаются попытки раскрыть некоторые тайны строения материи и процессов образования миров. Тайны эти природа запрятала так глубоко, что приблизиться к ним можно только путем создания огромных и дорогущих ускорителей заряженных частиц.

Первый советский ускоритель – синхроциклотрон был построен по инициативе И. Курчатова в Дубне в конце 1949 года в условиях особой секретности, поскольку большие надежды на него возлагали военные. Но, в отличие от ученых, тут их ждало скорее разочарование. Результаты проведенных исследований дали важные знания о строении материи, но не привели к созданию нового оружия. Подозреваю, что Курчатов и тогда понимал это, впрочем, как и то, что иным путем добиться строительства такой важной для научных исследований установки было невозможно.

Огромный ускоритель, имеющий электромагнит объемом с целый зал, был разработан и сооружен за два года – сроки, рекордные для того времени и совершенно нереальные для нашего. Сорвать их было самоубийством, поскольку запуск ускорителя был приурочен к семидесятилетию Иосифа Виссарионовича. Но при этом делалось все весьма основательно, так что ускоритель исправно работает и сейчас. Подобных долгожителей в мировой практике нет и, думаю, никогда не будет. Это относится и к другим уникальным дубненским установкам, поэтому и не счесть открытий, сделанных в Объединенном институте ядерных исследований (ОИЯИ) – крупнейшем международном научном центре на российской земле.

Пятидесятые годы прошлого века были для советской экономики не самыми простыми, но и в этих условиях подобные грандиозные объекты строились не без изысков, вспомнить хотя бы метрополитен. Особенно красив дубнинский синхрофазотрон, расположенный в величественном здании круглой формы с колоннадой и сферическим куполом, ставшим символом ОИЯИ.

Синхрофазотрон гораздо больше и мощнее синхроциклотрона, но при этом и его конструкция не лишена изящества и строгости линий. Магнит ускорителя вошел в Книгу рекордов Гиннесса как самый тяжелый в мире. Его вес 36 тыс. тонн – более пятисот груженых вагонов. Просторный двухъярусный зал управления синхрофазотроном заполнен большими металлическими шкафами и пультами с множеством регистрирующих устройств, стрелочных приборов, сигнальных лампочек, ручек, кнопок и клавиш. Не случайно именно здесь снимался фильм «Девять дней одного года». Раньше все блоки систем управления делались на электровакуумных лампах, что существенно усиливало производимое ими впечатление. Те, кому доводилось видеть старинные физические приборы, наверняка обращали внимание и на их изысканное оформление.

В дальнейшем систему управления ускорителя переоборудовали на современный компьютерный лад, так что от производимого впечатления мало что осталось, и для «киношников» он утратил всякую ценность. К счастью, мудрые руководители института сохранили старый зал в неприкосновенности для истории.

Сегодня рядом со старым ускорителем работает новый, со сверхпроводящим магнитом. Он войдет в состав амбициозного научного проекта NICA, едва ли не единственного в современной России.

В шестидесятые годы ускорители появились в ряде физических институтов Москвы и других городов. Для реализации самых грандиозных проектов был специально организован Институт физики высоких энергий в Протвине. Сначала здесь был построен самый большой в то время ускоритель У-70, а в восьмидесятые годы началось строительство суперколлайдера. Так красиво называется установка с двумя ускорителями, приводящими в столкновение встречные пучки заряженных частиц.

Ускорители являются мощными источниками радиации и обычно располагаются в помещениях с толстенными бетонными стенами, предназначенными для защиты персонала. Для особо крупных ускорителей и этого недостаточно, их строят глубоко под землей. Под суперколлайдер был вырыт кольцевой тоннель длиною более двадцати километров с двумя залами, намного превосходящими по высоте обычные станции метро. Эти залы предназначались для размещения детекторов элементарных частиц, возникающих при соударениях ускоренных протонов.

Кризис начала девяностых годов загубил этот проект. Для его завершения не хватило буквально пары лет. Ставший ненужным тоннель так и остается памятником перестройки советской науки.

Коллайдер еще большего масштаба построен в ЦЕРНе (Женева) при активном участии наших ученых и специалистов. По моим представлениям, это самое сложное в техническом плане сооружение, которое когда-либо создавалось людьми. Больше всего поражают детекторы – циклопические установки, способные детально зарегистрировать каждое из невероятно большого числа событий, происходящих при столкновении двух встречных пучков протонов, ускоренных до энергий в 7ТэВ. Буковка Т (тера) означает, что семерку нужно умножить на десять в двенадцатой степени, чтобы получить энергию в электрон-вольтах.

Частиц с такой огромной энергией в распоряжении исследователей никогда не было. Потребовались они для поиска бозона Хиггса – неуловимой и загадочной субстанции – «темной материи», гравитационные силы которой предположительно «скрепляют» Вселенную и задают массу всем остальным элементарным частицам. Физики зашли так далеко в своих изысканиях, что возникли опасения, как бы это не привело к непредсказуемым катастрофическим последствиям при запуске ускорителя. Возможно, правда, что эти страхи спровоцированы специально, чтобы привлечь внимание общественности к данному проекту, обошедшемуся в 7 млрд долларов.

Недавно мир облетела весть о регистрации неуловимого бозона Хиггса. Физики могут торжествовать – предсказания выстраданной ими «стандартной» модели мироустройства подтвердились. Теперь можно и отдохнуть. Проблем подобного уровня вроде бы больше и не осталось.

Ускоренные частицы создаются не только в рукотворных установках. В глубинах космоса протекают мощнейшие естественные процессы. Но они очень далеки от Земли, и частицы с предельно высокими энергиями залетают к нам чрезвычайно редко, в то время как космические частицы с меньшими энергиями или, как их называют, космические лучи регистрируются постоянно. Земля достаточно хорошо защищена от космического излучения магнитным полем и атмосферой. Поэтому станции для их регистрации и изучения строятся в высокогорных районах. Статистику нужных событий приходится накапливать годами. Эта методика совсем дешевая по сравнению с ускорителями, но уж больно медленная. С учетом условий работы и проживания на высокогорных станциях, судьбе физиков этой специальности не позавидуешь. К тому же успех их дела зависит не только от усердия и навыков, но и от счастливого случая.

Среди множества открытых к настоящему времени элементарных частиц есть одна, практически не взаимодействующая с другими, это – нейтрино. Нейтрино свободно пролетает не только через атмосферу, но и через всю толщу Земли. Интерес к их регистрации связан с тем, что они рождаются при термоядерном синтезе и несут в себе недоступную для иных способов наблюдения информацию о процессах, протекающих в самом центре Солнца. В жизни почти всегда так – до самого интересного труднее всего добраться.

В России есть два уникальных нейтринных телескопа Института ядерных исследований Российской академии наук: один в Приэльбрусье – подземный, второй на Байкале – подводный.

Подземная нейтринная лаборатории расположена в одном из самых живописных месте Северного Кавказа – Баксанском ущелье. До Эльбруса рукой подать. Физики умели выбирать места для своих стойбищ. В прежние годы это была Мекка альпинистов. До сих пор сохранились следы их баз. Здесь буквально за несколько часов можно подняться из теплого, раскрашенного во все цвета лета в суровый край холода и вечных льдов. При этом на пути один за другим открываются чарующие горные горизонты. Удивительно, насколько все горы неповторимы и прекрасны в своем величии. Природа вообще мало что создает небрежно, а уж в своих грандиозных творениях она достигла вершин мастерства.

Нейтринная станция находится в шахте под огромной крутой горой. Гора служит экраном, закрывающим доступ к сердцу телескопа всех других космических частиц, кроме нейтрино. Попасть на станцию можно по узкому мрачному тоннелю, проехав три с половиной километра в вагонетке к центру горы. За массивными воротами открывается довольно хорошо оборудованное помещение площадью 700 кв. метров. Большую часть места в нем занимают объемные резервуары необычного и даже загадочного вида. В них содержится шестьдесят тонн жидкого галлия.

Галлий – это металл, который плавится при необычно низкой температуре – уже в руках. Но не это его свойство в данном случае главное. При пролете нейтрино через галлий случаются (чрезвычайно редко) превращения атома галлия в изотоп германия. Если подождать дней десять, то в шестидесяти тоннах галлия образуется 10–20 атомов германия (в зависимости от интенсивности нейтринного потока). Эти-то атомы и нужно отыскать ученым, чтобы потом судить о внутренней жизни Солнца.

Несравненно проще найти иголку в стоге сена. Говоря образно, но не преувеличивая, в данном случае речь идет об отыскании капельки слегка подкрашенной воды в Мировом океане. Задача дополнительно осложняется тем, что изотоп германия нестабилен и через пару недель превращается обратно в галлий.

В это невозможно поверить, но методами химического разделения все до одного атомы германия в шестидесяти тоннах галлия удается оперативно зарегистрировать. Детали метода я не стану описывать и лишь приглашаю читателя восхититься подобными успехами физико-химической науки.

До поры до времени нейтринный телескоп работал в штатном режиме, сообщая обнадеживающую информацию о солнечной активности. Но в лихие 90-е беда пришла, откуда не ждали. Дело в том, что галлий довольно редкий и дорогой металл, находящий применение в микроэлектронике. Как мы помним, в конце прошлого века предприимчивость определенной части россиян, вульгарно воспринявших условия рыночной экономики, возросла настолько, что обрезались и сдавались в утиль провода с линий электропередач. Не удивительно, что в поле зрения попал и галлий.

Методы бандитского захвата галлия, не давшие результатов в силу героизма, стойкости и сплоченности коллектива телескопа, были дополнены более цивилизованными, но от того не менее опасными приемами административного характера. Дело дошло до того, что на правительственном уровне было принято решение об изъятии значительной части галлия с телескопа. Естественно, в интересах народа (не всего, конечно, а определенной его части). В результате битвы (по-другому не скажешь), длившейся несколько лет, галлий удалось отстоять, и нейтринный телескоп продолжает нести службу. Это был тот случай, когда стоять насмерть нужно было уже не только сотрудникам лаборатории, но и руководству Министерства науки. Если бы мы проиграли, это стало бы национальным позором в глазах мирового научного сообщества.

Байкальский телескоп устроен совершенно иначе. Принцип его действия основан на еще одном свойстве нейтрино – вызывать (опять же чрезвычайно редко) в воде слабое оптическое свечение. Подобный эффект возникает и от множества других космических лучей. Для того чтобы распознать именно нейтрино, нужно погрузиться глубоко, более чем на километр, в воду. На такую глубину иные космические частицы и солнечный свет уже не проникают.

Подводный телескоп представляет собой систему из 192 стеклянных шаров, погруженных в озеро на расстоянии трех с половиной километров от берега, где глубина достигает полутора километров. Внутри каждого шара диаметром около полуметра установлены особо чувствительные датчики света. Каждое событие (свечение) регистрируется несколькими шарами, и затем по времени задержки сигналов судят о направлении движения нейтрино. Все шары соединены проводами с береговой приемной станцией, аппаратура которой принимает и обрабатывает поступающую информацию.

Благодаря тому что вода в озере исключительно чистая, даже слабое свечение в ней можно «увидеть» издалека. Однако для того, чтобы зарегистрировать и распознать нужные события, потребовалось решить множество сложнейших технических проблем. К примеру, положение всех шаров нужно знать и контролировать с огромной точностью, что на километровой глубине осуществить весьма непросто. Ежегодно приходится доставать все шары для профилактики. Делается это зимой со льда.

Лед на Байкале такое же чудо, как и само озеро. Он достигает двух метров толщины и при этом совершенно прозрачен. Изменения температуры вызывают в нем внутренние трещины, которые создают неповторимый многомерный узор. Но эта красота завораживает лишь туристов. Физикам приходится долбить его толщу в жуткую стужу, чтобы с большой осторожностью достать с помощью лебедок и трактора свои «игрушки» – заякоренные на дне озера гирлянды шаров. Зимняя экспедиция длится несколько месяцев, и к концу изнурительной работы большинству ее участников уже не до красот Байкала. Другое дело летом – и работа легче, и красот больше. В общем, и здесь физики с выбором места работы не промахнулись.

Большой оптический телескоп Специальной астрономической лаборатории расположен в горах Карачаево-Черкесии в Нижнем Архызе, что в сорока километрах от станицы Зеленчукская, на высоте 2100 метров. Место это было выбрано с учетом астроклимата. Для наблюдения важно, чтобы воздух был чистым, а место сухим с большим количеством ясных дней. Точнее ночей. Телескоп следует строить на самой вершине горы, с тем чтобы обозревать всю полусферу неба и подняться над низкой облачностью.

Возможности телескопа напрямую зависят от размеров его зеркала. В данном случае его диаметр 6 метров. Сделано оно из стекла толщиной в один метр. Такая вот громадина с исключительной точностью сферической поверхности была изготовлена под Москвой, затем с большими предосторожностями отвезена на Кавказ и поднята на гору, для чего пришлось построить специальную дорогу, расширить тоннель и укрепить мосты. Трудности возникали не только из-за веса и размеров зеркала. При таких габаритах стеклянного слитка даже небольшая (в доли градуса) температурная неоднородность могла привести к его растрескиванию, подобно льду на Байкале. Только в данном случае возникший узор никого бы не порадовал, поскольку двухлетний труд мастеров – стекловаров и полировщиков пошел бы насмарку, а физики надолго остались бы без работы.

Здание телескопа очень красиво и снаружи, и внутри. Ночью куполообразная крыша раздвигается, и взору открываются далекие миры. Наблюдения ведутся только глубокой ночью, когда не создает помех свечение атмосферы.

Прогноз погоды для астрономов предопределяет образ жизни. К сожалению, получилось так, что астрономический микроклимат меняется здесь год от года, и не в лучшую сторону. Ясную ночь приходится ждать и ждать. Малейшая облачность срывает работу.

Драматизм ситуации продемонстрирую на примере американцев. Их ученые пошли еще дальше, установив инфракрасный телескоп на горе в Антарктиде. Однако долго там не поживешь, поэтому работы ведут вахтовым методом. Когда прибыла первая научная экспедиция, погода резко испортилась и наладилась лишь через месяц, но к тому времени испарился весь запас жидкого гелия, привезенного для охлаждения приемника. Степень разочарования ученых описать не берусь, поскольку свидетелем не был, хотя можно вообразить.

Чтобы представить себе возможности телескопа с диаметром зеркала шесть метров, приведу еще один пример. В Зеленчукской обсерватории есть телескопы и меньших размеров. Посетителям обычно дают заглянуть в космос с помощью метрового зеркала. Я поинтересовался:

– Можно ли взглянуть через него на Луну?

– Можно… но только один раз.

– А что так?

– Потерять второй глаз обычно никто не соглашается.

Представляете, холодный, призрачный лунный свет, будучи сфокусированным метровым зеркалом, обретает такую яркость, что может повредить сетчатку глаза. Так вот, шестиметровое зеркало обеспечит интенсивность сфокусированного света в 36 раз большую, достаточную, чтобы вызвать пожар в обсерватории.

Вторым по важности элементом телескопа является приемник. Наблюдение на современных телескопах ведется не глазом, а сверхчувствительной полупроводниковой матрицей. Она регистрирует каждый пришедший квант. Это тоже чудо техники.

Несколько ниже по ущелью построен радиотелескоп РАТАН, предназначенный для изучения реликтового излучения Вселенной. Обычно радиотелескопы имеют антенны в виде металлической чаши, обращенной в небо вогнутой стороной. Это циклопические сооружения с диаметром антенн под сотню метров, что обеспечивает сверхвысокую чувствительность телескопов. При этом зеркала должны свободно поворачиваться в любую точку неба и строго сохранять свою форму в самых сложных метеоусловиях (при сильном ветре, дожде и снеге, жаре и холоде).

РАТАН своим размахом превосходит традиционные радиотелескопы в несколько раз. По кругу диаметром 576 метров установлено 895 металлических зеркал, каждое площадью 25 кв. метров. Их ориентация контролируется электродвигателями с таким расчетом, чтобы все они фокусировали излучение на единый приемник. Такая оригинальная конструкция дает некоторые преимущества перед обычными однозеркальными приборами, но одновременно имеет и особенности, осложняющие и без того непростую работу радиоастрономов.

В отличие от нейтринных телескопов, в Зеленчуке работа ведется не вахтовым методом, а стационарно. Для исследователей и обслуживающего персонала был построен в горах уютный поселок на тысячу жителей. Тридцать пять лет тому назад поселок заселили молодые, полные энтузиазма люди, которые успешно совмещали работу с туризмом, альпинизмом и горными лыжами. Сейчас многое изменилось. Повзрослели не только первопроходцы, но и их дети. Возникли проблемы со здравоохранением, образованием и трудоустройством. Социальные трудности усугубились резким сокращением финансирования науки и старением научного оборудования. Значительная часть работников покинула обсерваторию, продав свои квартиры. В результате в научном поселке появились «чужаки», которые не приняли сложившиеся правила жизни и культурные устои. В общем, все осложнилось сразу, и трудные судьбы сотрудников научных учреждений Москвы кажутся на этом фоне почти благополучными.

Примеров уникальных физических комплексов можно было бы привести еще много. Они были построены в разных регионах, в том числе в Сибири, в частности в Якутии, где природные условия оптимальны для наблюдений, но не для наблюдателей.

Труд физиков на мегаустановках имеет свою специфику. С одной стороны, они причастны к работам вселенского масштаба, что не может не вызывать душевного подъема. С другой же стороны, события здесь развиваются очень медленно, от проекта комплекса до получения первых научных результатов проходят многие годы, и бывает до слез обидно, когда заграничные конкуренты, кои почти всегда имеются, опередят всего на месяц-другой и успеют «снять сливки».

Еще более драматические ситуации возникают подчас при реализации космических проектов. Так, амбициозный проект «Фобос – Грунт», предполагавший посадку станции на спутник Марса и возвращение на Землю, был утвержден в 1998 году и планировался к запуску в 2004 году. Реально запуск состоялся в 2011 году и был неудачным. Не знаю, с чем сравнить разочарование и огорчение исследователей, потративших более 10 лет усилий впустую.

В прежние годы что в космосе, что в физике шло постоянное соревнование между СССР и США. Это придавало динамизм научным исследованиям и способствовало полноценному финансированию амбициозных проектов. Теперь все больший упор делается на международные суперпроекты. По-видимому, это разумно. Чем скорее человечество осознает необходимость единения, тем дольше оно (в том числе и мы!) просуществует.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.