Великі загадки високих енергій та академік Микола Шульга

Непоправна для Харкова втрата. Пішов із життя видатний український фізик, провідний учений у галузі квантової електродинаміки та фізики високих енергій, лауреат Державної премії України в галузі науки і техніки (2002), генеральний директор Національного наукового центру "Харківський фізико-технічний інститут" (ННЦ "ХФТІ"), академік Микола Федорович Шульга (1947 - 2024).

Авторці цих рядків доводилося спілкуватися з Миколою Федоровичем під час знакових подій на інститутських майданчиках. Що для нас журналістів було важливо? Звичайно ж, увага до наших (дилетантських, але завжди допитливих) запитань. І вміння відповідати на ці запитання так, щоб було зрозуміло і журналістам, і майбутнім читачам, глядачам.

Таємниці теоретичної фізики залишаються загадковими не тільки для непосвячених, а й для тих, хто присвячує їх розгадці цілі життя.

Насамперед, він - представник харківської школи теоретичної фізики світового класу. Учень наукової зірки світової величини - академіка Олександра Ілліча Ахієзера.

Це важко уявити, але ще будучи студентом Каразінського університету (тоді - імені Горького) він, за дорученням Олександра Ілліча, успішно розв'язав складну задачу.

Ось як це було...

- Я звернувся до Петра Івановича Фоміна (видатний физик-теоретик в области астрофизики, квантовой теории поля и физики элементарных частиц, - авт.) з проханням, щоб він став моїм керівником переддипломного та дипломного студіювання, бо вельми хотів досліджувати проблему електромагнітної маси електрона, - розповідав Микола Федорович. - У Петра Івановича, однак, уже був студент, котрий працював над цим завданням. Тож він деякий час розмірковував, що ж зі мною робити. Саме тоді академік Олександр Ілліч Ахієзер (легендарний фізик-теоретик, сподвижник Льва Ландау, - ред.) запропонував Фоміну зайнятися вивченням внеску вищих щаблів теорії збурень стосовно випромінювання релятивістських електронів у кристалі. Але Петро Іванович був вкрай захоплений проблемою електромагнітної маси електрона й не міг приділяти багато часу зазначеному питанню.

Тож після перемовин з Олександром Іллічем він залучив мене до розв’язання задачі щодо випромінювання електронів великої енергії в кристалі.

Перші результати було отримано швидко. Олександр Ілліч Ахієзер та Петро Іванович Фомін не приховували свого задоволення, адже вони знали, якою ціною це було досягнуто. Розрахунки були надскладними!

З того часу визначну роль у становленні Миколи Шульги як ученого відіграв всесвітньо відомий фізик-теоретик, академік Олександр Ілліч Ахієзер. Їх активна та плідна співпраця тривала 30 років.

У 1973 р. Микола Федорович приходить на роботу до Харківського фізико-технічного інституту (нині – ННЦ "ХФТІ") на посаду наукового співробітника лабораторії теоретичної фізики.

У 2016 році його обирають генеральним директором Національного наукового центру «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України.

Між цими двома датами - захоплені й результативні наукові дослідження в галузі теоретичної фізики, фізики високих енергій, ядерної фізики, фізики взаємодії швидких заряджених частинок з речовиною, фізики атомних реакторів. Про вагомість наукових досягнень та результатів, отриманих М.Ф. Шульгою як особисто, так і у співавторстві зі своїми вчителями, колегами та учнями, переконливо свідчить навіть короткий і неповний їх перелік.

Як згадував тодішній керівник відділення ядерної фізики і прискорювачів ХФТІ В.Ф. Болдишев:

1971 року Олександр Ілліч Ахієзер за співавторства з колегами по відділу надрукував першу працю, присвячену фізиці взаємодії електрично заряджених частинок з кристалами.

Тоді вважалося, що ця наукова тематика практично вичерпана. Однак Олександр Ілліч разом з учнями знайшов інше, оригінальне, розв’язання цієї проблеми. Згодом ця робота ініціювала проведення досліджень у багатьох лабораторіях світу з новим кутом зору на тему, яка здавалася безперспективною.

А в самому ХФТІ навіть було організовано спеціальний відділ, який очолив учень Ахієзера Микола Федорович Шульга.

За результативністю досліджень цей відділ суттєво обігнав усі закордонні наукові лабораторії з аналогічного профілю.

Він - один із небагатьох дослідників, удостоєний наукового терміна свого імені у світовій літературі – «ефект Терновського–Шульги–Фоміна» (TSFeffect), а також -  «умови Гриненка–Шульги».

Існування обох цих ефектів було підтверджено у спеціальних експериментах на прискорювачах ЦЕРН у 2005–2010 рр. у рамках міжнародних колаборацій NA63 та UA9.

ЦЕРН (CERN, Європейська організація з ядерних дослі́джень — міжнародний дослідницький центр європейської спільноти, найбільша у світі лабораторія фізики високих енергій)

Нові досягнення вченого були експериментально підтверджені в ЦЕРН у 2016–2018 рр. у рамках міжнародної колаборації UA9.

У 2015 р. Микола Федорович став одним із засновників Міжнародної асоційованої лабораторії (Франція – Україна) під назвою «Розроблення детекторних систем для експериментів на прискорювачах і технологій для фізики прискорювачів» (LIA IDEATE) та членом її керівного комітету.

Він підготував багатьох науковців вищої кваліфікації, серед яких 8 кандидатів і 8 докторів наук. З-поміж його учнів 8 лауреатів Державної премії України в галузі науки і техніки.

Упродовж багатьох років М.Ф. Шульга читав в Харківському національному університеті ім. В.Н. Каразіна курси лекцій з квантової електродинаміки при високих енергіях у речовині (для теоретиків) та кооперативних ефектів у електродинаміці (для експериментаторів).

Із 2014 р. він завідував кафедрою ядерної та медичної фізики цього університету (нині кафедра фізики ядра та високих енергій ім. О.І. Ахієзера).

В 1995 році, коли в Національному науковому центрі “Харківський фізико-технічний інститут” постало питання щодо організації Інституту теоретичної фізики, то ж саме Олександр Ілліч Ахієзер запропонував поставити на чолі інституту М.Ф. Шульгу, за плечима якого вже був не один рік роботи на посаді керівника теоретико-експериментального відділу.

Ось що занотував і сам директор-організатор Микола Шульга:

На початку 1990-х років, після розпаду СРСР, в інституті настали надважкі часи внаслідок різкого скорочення фінансування й невизначеності щодо приналежності інституту. Керівництво ХФТІ вживало заходи для того, щоб змінити ситуацію на краще. 1993 року вийшов Указ Президента України щодо надання ХФТІ статусу “Національного наукового центру” й фундації на його підґрунті п’яти науково-дослідних інститутів.

Найбільш слушною інституцією, до якої повинен був перейти ХФТІ, була Академія наук України.

Цей перехід, однак, за різних обставин не виходив. Підрозділи ХФТІ, де значна частка робіт стосувалася прикладних досліджень, досить швидко були реорганізовані в інститути.

Це — Інститут фізики твердого тіла і радіаційного матеріалознавства, Інститут фізики плазми та Інститут плазмової електроніки і нових методів прискорення.

Надто складною виявилася ситуація з ядерниками і теоретиками. Підрозділи, де виконувалися ці дослідження, опинилися у найбільш скрутному становищі, оскільки левова частка їхніх робіт виконувалася в галузі фундаментальної фізики.

Додаткове фінансування на виконання таких досліджень знайти було практично неможливо.

…Становище в ХФТІ продовжувалося залишатися вкрай складним. Практично припинилися дослідження на великих фізичних установках, як-от зупинився всесвітньо відомий прискорювач електронів на 2000 мегаелектронвольт, унаслідок чого “потреба” експериментаторів у низці з теоретиками різко зменшилася.

Це неймовірно, але в цих умовах Інститут теоретичної фізики все ж таки вдалося створити і тим самим зберегти наукові школи світового рівня.

Одним з пріоритетних напрямків роботи ННЦ «ХФТІ» у найближчі роки й на перспективу є створення «Джерела нейтронів», що працує в режимі підкритичної зборки, керованої прискорювачем електронів, й підготовка програми робіт на ньому по проведенню фундаментальних та прикладних досліджень. Ця передова установка не буде мати аналогів в світі, як мінімум, до середини 30-х років нашого століття

Особливий інтерес до цієї установки має НАН України та МАГАТЕ. Перед самою війною, після фізичного пуску установки, що відбувся у серпні 2021 року, велися роботи з дослідно-промислової її експлуатації та створення на її основі Міжнародного центру з ядерної фізики та медицини.

 «Джерело нейтронів» - прообраз безпечних ядерних енергетичних установок майбутнього. Тут же можна буде отримувати медичні ізотопи для лікування онкохворих.

Поруч працюють інші, менші за потужністю прискорювачі, на яких харків'яни досліджують радіаційну стійкість матеріалів та знезаражують медичні вироби та матеріали.

- Інститут з першого дня широкомасштабної російськой агресії проти України перебуває у зоні активних бойових дій, - із гіркотою констатував для «Громади» академік Микола Шульга у 2022 році. - Наша установа розташована на ділянці близько 50 га на півночі Харкова у наукограді «П’ятихатки», на відстані лише трохи більше 20 км від кордону з країною-агресором. Поруч знаходиться будівля ядерної підкритичної установки «Джерело нейтронів» та навчальний корпус фізико-технічного факультету Харківського національного університету ім. В.Н. Каразіна.

У лютому лінія фронту проходила в кількох кілометрах від П’ятихаток. Під час першої спроби прориву ворога на Харків 25 лютого постраждав корпус фізико-технічного факультету, поблизу якого тривав бій. 

Друга спроба прориву сталася через два тижні. Окупанти намагалися прорватися дорогою вздовж прилеглого лісового масиву, але їх зупинили наші військові, проте бої точилися за 300 м від головного корпусу ХФТІ. У всі наступні дні територія інституту неодноразово зазнавала ракетних та артилерійських обстрілів.

Так, 6 березня було обстріляно територію інституту, повністю зруйновано високовольтну електропідстанцію, градирню, п’ять снарядів влучили в дах будівлі ядерної підкритичної установки «Джерело нейтронів», шість боєзарядів розірвалися біля її стін. Однак споруда витримала, лише в деяких місцях було пошкоджено обшивку будівлі. Сама установка не постраждала, її переведено в режим тривалого зупину, а радіаційний фон залишається в нормі.

Значних руйнувань зазнали й багато інших будівель ННЦ. Так, під час обстрілу 16 квітня постраждали історичні будівлі на вул. Гуданова, один з вибухів стався біля будинку, де розташовано електростатичний прискорювач — генератор Ван де Граафа.  До речі, найпотужніший на той час у світі електростатичний прискорювач було споруджено в Харкові  ще у 1937 році. В цьому мав змогу особисто пересвідчитися американський вчений, винахідник цього прискорювача Роберт Ван де Грааф, який відвідав Харків.

Зруйновано також гуртожитки і житлові будинки, в яких мешкають співробітники нашого інституту. Загалом на сьогодні на території інституту зафіксовано вже близько ста влучань ракет, снарядів, мін.

Як розсказав академік НАН України, начальник відділу статистичної фізики та квантової теорії поля Інституту теоретичної фізики ім. О.І. Ахієзера ННЦ «ХФТІ» Юрій Вікторович Слюсаренко,  з перших днів війни Микола Федорович проявив твердість характеру, особисту мужність і витримку, очоливши напружену роботу з ліквідації наслідків вибухів, організації роботи ННЦ ХФТІ в зоні активних бойових дій.

Завдяки своїм високим людським якостям, винятковій працелюбності і дивовижній працездатності, науково-організаційному дару та непересічному таланту фізика-теоретика Микола Федорович здобув великий авторитет і повагу в науковому середовищі.

Читайте також:

Харків - Кассіопея. Топ-10 наукових досягнень-2023 у Харкові та Україні

Слідкуйте за нами в месенджерах:

Telegram: https://t.me/ogoNOVYNA

 Facebook: https://www.facebook.com/ogo.novyna     

  Viber: http://surl.li/kufhk