О российском ученом Исааке Халатникове написано непростительно мало. Между тем он внес выдающийся вклад в развитие мировой физики и был одним из участников разработки и создания атомной и водородной бомб.
В юности Исаак Халатников стал предметом спора между двумя выдающимися физиками Львом Ландау и Петром Капицей. Последний предложил своему коллеге премию за первого аспиранта не еврея. Шутка ли: принятый на учебу в Институт физических проблем Халатников обладал русской фамилией, да еще и был блондином. В итоге Ландау получил свою премию, а правда об истинном происхождении студента Халатникова долго оставалась тайной. Вот, что он сам рассказывал о своих корнях: «В XIX веке еврейских мальчиков отправляли в армию на 25 лет. Некоторые русские семьи помогали евреям, усыновляя их мальчиков. И вот один из моих дедов был усыновлен русской фамилией. Таким образом его уберегли от воинской повинности».
Халатников родился в 1919 году в Екатеринославе Днепропетровской области. Хорошо учился в школе, выигрывал математические олимпиады и был чемпионом области по шашкам. Здесь же окончил университет по специальности «Теоретическая физика». Но в аспирантуре хотел учиться в Москве у физика-теоретика, лауреата Нобелевской премии Льва Ландау. Желающих учиться под началом выдающегося ученого было так много, что знаменитый физик придумал теперь уже не менее знаменитое испытание — теоретический минимум. Он включал девять экзаменов: два по математике, механике, теории поля, квантовой механике, статистической физике, механике сплошных сред, макроэлектродинамике и квантовой электродинамике. Так, Ландау проверял своих будущих учеников на знание основ всех разделов теоретической физики.
Известно, что всего с теоретическим минимумом Ландау справились 43 человека. Халатников был одним из них. «Оценок там не ставили: либо восклицательный знак, либо вопросительный», — вспоминал физик. — Если человек не выдерживал экзамена, то он получал вопросы. Получив три вопроса, дальше пройти он не мог».
Приглашение в аспирантуру от Ландау Исаак Маркович получил за день до начала войны 21 июня 1941 года. Молодой физик был мобилизован. Он отучился в артиллерийской академии Дзержинского и прошел всю войну в войсках противовоздушной обороны. Победу он встречал как командир Пятого полка 57-ой зенитной дивизии.
После демобилизации Исаак Маркович все-таки поступил в аспирантуру Института физических проблем. Он писал: «Неизвестно, сумел бы я вернуться в физику, не прогреми американские атомные взрывы. Советским руководителям было ясно, кому адресован гром, и поэтому Капице удалось объяснить, что физики стали важнее артиллеристов. Меня отпустили, в сентябре 1945-го я приехал в Институт физических проблем и занялся физикой низких температур. До следующего лета никаких разговоров об атомном проекте до меня не доходило».
В декабре 1946 года в Лаборатории № 2 (так называли Институт атомной энергии — прим. ред.) был запущен первый советский реактор. С этого началось создание атомной промышленности и научных центров для работ над бомбой. Интересно, что ученые, привлеченные к атомному проекту, имели право продолжать свои мирные исследования, поэтому советская физика этого времени не потеряла позиций в науке. «Например, в физике низких температур — Институт физпроблем как был лидером в мировой физике, так и остался. Мы печатали статьи в научных журналах, я сделал обе диссертации по физике низких температур — кандидатскую и докторскую», — отмечал Исаак Маркович. А вот американские специалисты, которые работали над созданием бомбы, были изолированы от всего мира и на время полностью прекратили научную деятельность.
В этом же декабре Исаака Марковича перевели из аспирантов в младшие научные сотрудники, а затем привлекли к Атомному проекту. Он вошел в состав группы Ландау. Команда была немногочисленной: физик Евгений Лифшиц и сам Халатников. Они занимались численным моделированием различных процессов, связанных с производством ядерного оружия и ядерным взрывом. Компьютеров тогда не существовало, их заменяло вычислительное бюро: 20-30 молодых женщин считали на бумаге и немецких арифмометрах. Во главе их был математик Наум Мейман.
«Первая задача была рассчитать процессы, происходящие при атомном взрыве, включая (как ни звучит это кощунственно) коэффициент полезного действия. То есть оценить эффективность бомбы. Нам дали исходные данные, и следовало посчитать, что произойдет в течение миллионных долей секунды», — писал ученый. Он признавался, что занимался проектом с большим интересом. Задачей Исаака Марковича было служить координатором между Ландау и математиками. При этом математики получали от него уравнения в таком виде, что о конструкции бомбы догадаться было невозможно.
По его словам, тогда ученые ничего не знали об информации, которую давала разведка. Когда в начале 90-х в прессе начала появляться развединформация, это произвело на него огромное впечатление: такие детали были описаны в этих донесениях!
В конце концов, ученым удалось успешно рассчитать параметры атомной бомбы. И результаты первых испытаний в 1949 году это подтвердили. «Ученых осыпали наградами. Правда, я получил только орден. Но участникам уровня Ландау выдали дачи, установили всяческие привилегии — например, дети участников проекта могли поступать в вузы без экзаменов», — вспоминал Исаак Маркович.
Известно, что среди главных характеристик атомной бомбы — критическая масса, материал и форма «взрывчатки». В общем виде такую задачу никто и никогда до нас не решал. А Халатникову удалось создать интерполяционную формулу. Когда Ландау увидел ее, то был в таком восторге от этого результата, что подарил Иссаку Марковичу фотографию с надписью: «Дорогому Халату…». Ученый признавался, что он сохранил ее на всю жизнь.
Расчет водородной бомбы оказался задачей на много порядков сложнее, чем атомной. Работу вели параллельно с группой математика Андрея Тихонова в отделении прикладной математики у Мстислава Келдыша. «Задание на расчеты, которое нам дали, было написано рукой А. Д. Сахарова. Я хорошо помню эту бумажку — лист в клеточку, исписанный с двух сторон зеленовато-синими чернилами. Лист содержал все исходные данные по первой водородной бомбе. Это был документ неслыханной секретности, его нельзя было доверить никакой машинистке. Несомненно, такого варианта расчета в 1950 году американцы не знали. Хорош он или плох, это другой вопрос, но они его не знали. Если и был в то время главный советский секрет, то он был написан на бумажном листке рукой Сахарова. Бумажка попала в мои руки для того, чтобы подготовить задания для математиков», — писал Халатников.
Главной тогда оказалась проблема устойчивости, которую ученым удалось решить. Исаак Маркович признавался, что, по существу, тогда произошла революция в численных методах интегрирования уравнений в частных производных, и произошла она в Институте физических проблем под руководством Ландау.
«Расчеты водородной бомбы к началу 1953 года были закончены. В том же году провели испытания. Совпадение с расчетами оказалось замечательным. К тому времени Сталин умер. Все участники получили награды. Сталинские премии. Кто удостоился Героя, кто — ордена, это были последние Сталинские премии, — отмечал Халатников. — Меня можно считать „сталинским ученым“ — я получил первую Сталинскую стипендию и последнюю Сталинскую премию. В 1939 году были учреждены Сталинские стипендии для студентов — тоже для поднятия престижа науки. И в Днепропетровском университете я получил Сталинскую стипендию среди первых. Мама моя была очень горда, я стал необыкновенно богат, мог угощать девушек шоколадными конфетами».
После смерти Сталина Ландау вышел из Атомного проекта. Исаак Маркович заменил его, возглавив вычислительную группу. Параллельно Исаак Маркович занимался теорией сверхтекучести, в которую внес основополагающий вклад, многие годы оставаясь ведущим теоретиком в этой области. Итог его работ — монография «Теория сверхтекучести», вышедшая в 1971 году, которая стала настольной для всех физиков, работающих в этой области.
Начиная со второй половины 1950-х годов Исаак Маркович активно работал над самыми разными проблемами теоретической физики. Он совместно с физиком Алексеем Абрикосовым и Ландау нашел знаменитый «московский нуль» в квантовой электродинамике. Эта работа легла в основу дальнейших многочисленных исследований. Кроме того, совместно с Алексеем Абрикосовым Халатников получил ряд результатов, легших в основу современной теории сверхпроводимости. Его многолетняя работа совместно с Евгением Лифшицем привела к открытию в космологических моделях колебательного режима поведения на ранних этапах эволюции Вселенной. Совместно с Покровским Исаак Маркович решил задачу о надбарьерном отражении частицы в квантовой механике. И это только самые яркие из его результатов.
В 1954 году Исаак Маркович стал профессором Московского физико-технического института (МФТИ), где он читал лекции и руководил студентами и аспирантами сначала на кафедре низких температур в Институте физических проблем. Он воспитал целую плеяду учеников, среди которых известные российские физики-теоретики.
После смерти Ландау Халатников и его коллеги пообещали себе сохранить его школу. За помощью физик-теоретик обратился к лауреату Нобелевской премии Николаю Семёнову и директору Курчатовского института академику Анатолию Александрову. Тот, в свою очередь, позвонил коллеге академику Льву Арцимовичу и сказал: «Лев, у меня Халатников. Теоретики хотят организовать свой цыганский табор. Надо им помочь». Так в Черноголовке появился Институт теоретической физики имени Ландау Российской академии наук.
В результате многолетней работы Исаак Маркович оставил труды по теории квантовых жидкостей, сверхпроводимости, квантовой электродинамики, квантовой теории поля. Один из его математических методов до сих пор используется в суперкомпьютерах для ускорения счета. В год столетнего юбилея Халатникова одной из школ присвоили его имя. Она находится в Черноголовке, которую ученый превратил международный центр исследования проблем физики.
Источники:
- «Круг Ландау», Борис Горобец (www.berkovich-zametki.com/Avtory/Gorobec.htm)
- Исаак Халатников: «Я никогда не боялся брать ответственность на себя» (www.elementy.ru)
- «Обошлись без шпионов» (www.prometeus.nsc.ru/archives/exhibits/landau/halat.ssi)
