8 июля
В этот день 1895 года родился Игорь Тамм, советский физик-теоретик, лауреат Нобелевской премии.
Игорь Тамм совершил открытие, которое сам не считал важным. Он объяснил красивое голубое свечение охлаждающей ядерный реактор жидкости. Это свечение называлось «эффектом Черенкова». Сам физик Павел Черенков объяснить его не мог. Это сделал Игорь Тамм. Он доказал, что свечение вызывают элементарные частицы, двигающиеся быстрее скорости света. Но сам Игорь Тамм долгое время этому объяснению не придавал серьезного значения. А вот Нобелевский комитет придерживался другого мнения. И в 1958 году присудил премию сразу трем советским физикам: Павлу Черенкову, Игорь Тамму и Илье Франку за открытие, теоретическое обоснование и математическую модель (это был вклад Франка) необычного явления. Оно называется «конструктивная интерференция».
Но прежде чем объяснять, что это такое, надо посмотреть биографию физика Тамма. Род Таммов происходил из Германии. Теодор Тамм переселился в Россию из Тюрингии в середине XIX века. После женитьбы на дворянской дочери он поселился в Херсонской губернии. Его сын Евгений Тамм выучился на инженера, участвовал в строительстве Транссиба, разрабатывал городские системы водоснабжения, занимался электрификацией городов. В 1894 году инженер Тамм женился на генеральской дочери Ольге Давыдовой. 8 июля 1895 года в молодой семье, проживавшей на тот момент во Владивостоке, родился сын Игорь, спустя несколько десятилетий прославивший фамилию.
Учился гимназист Игорь Тамм прилежно, но, правда, увлекался марксизмом, как и многие сверстники. Отец, чтобы избавить сына от вольнодумства, поначалу отправил его в университет Эдинбурга (в Шотландии), но оказалось, что там Маркса почитали даже больше, чем в России. В 1915 году Игорь Тамм перевелся на физический факультет Московского университета. Во время Первой мировой отправился на фронт санитаром, потом пытался поступить в артиллерийское училище – не взяли по здоровью. В общем, в 1918 году с отличием окончил университет. Преподавал физику в разных вузах. А потом в 1923-м опубликовал научную статью, связанную с теорией относительности. И его отправили в командировку заниматься наукой в Германии и Голландии. Там он познакомился с Нильсом Бором, Эрвином Шредингером, Полем Дираком. В 1931 году его как одного из крупнейших физиков-теоретиков пригласили в Кембридж. По возвращении в Москву директор Физического института Академии наук Сергей Вавилов (брат выдающегося биолога Николая Вавилова) взял Тамма руководить теоретическим отделом. Здесь и познакомились все три будущих нобелевских лауреата.
Теперь вернемся к «голубому свечению». Тамм пришел к выводу, что оно возникает, когда элементарные частицы двигаются быстрее скорости света. Но все мы из школьного курса физики знаем, что быстрее двигаться невозможно – это доказал Эйнштейн. Однако он говорил о скорости в вакууме. А в других средах, как установил Тамм, это возможно. Например, на больших океанских глубинах солнечного света нет. Но там возникает то самое черенковское свечение.
Более того, возникает при этом так называемая конструктивная интерференция. Это явление, при котором волны (например, света) накладываются друг на друга и объединяются, усиливая друг друга. И результирующая волна показывает более высокую амплитуду, чем отдельные предыдущие волны. Формирование таких результирующих волн может происходить с огромной скоростью и обладает взрывной массой энергии. Этим как раз занимался «отец» советской водородной бомбы Андрей Сахаров. Эта бомба на испытаниях показала свою чудовищную силу.
Сегодня в мирной жизни эффект Черенкова используется в самых разных областях, причем не только науки. В медицине – улучшает четкость медицинской визуализации, а также обеспечивает точность лазерного удаления раковых клеток. В телекоммуникации – повышает уровень сигнала и прием для более надежной связи. В музыке – способствует богатству звука при оформлении концертных залов. В оптике – используется в интерферометрах и дифракционных решетках для измерения длин волн и анализа света. В беспроводной связи – повышает производительность антенных решеток, улучшая покрытие и качество сигнала. В сейсмологии – помогает обнаруживать землетрясения путем анализа сейсмических волн…
Список областей, где применяется эффект Черенкова, огромен. Видимо, Нобелевский комитет не ошибся, давая премию трем советским физикам.