Category:

Магнитное поле науки

Как измерить сверхмалые магнитные поля, прожить на дрейфующей льдине два с половиной месяца, проверить теорию относительности, бороться с невежеством и лженаукой — в интервью с выдающимся ученым, физиком-экспериментатором, академиком Евгением Борисовичем Александровым, заведующим лабораторией атомной радиоспектроскопии Физикотехнического института им. А.Ф. Иоффе РАН, председателем Комиссии по борьбе с лженаукой РАН.

Евгений Борисович Александров.
Евгений Борисович Александров.

Евгений Борисович, расскажите, пожалуйста, о вашей лаборатории, чем она занимается, когда была создана и для каких целей.

— Я всю жизнь проработал главным образом в Государственном оптическом институте (ГОИ) им. С.И. Вавилова, именно там у меня была лаборатория квантовой магнитометрии. Но когда ГОИ стал финансово тонуть в 1990-е гг., я перешел в Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе, с которым всегда был связан. Здесь были знакомые теоретики, которые меня наставляли в моих исканиях. Ж.И. Алферов, в ту пору директор ФТИ им. А.Ф. Иоффе, назначил меня начальником лаборатории. Она сейчас называется «лаборатория радиоспектроскопии атомов», но на самом деле она занимается и атомами, и атомоподобными объектами, такими как центры окраски в кристаллах.

В ГОИ я попал в отдел, которым когда-то управлял С.И. Вавилов, и этот отдел был академического направления, в то время как сам институт был отраслевым и занимался преимущественно оборонными задачами. А у нас в отделе была академическая заводь, и мне предоставили огромную свободу. что привело меня в полную растерянность. У меня был старший наставник, ученый-оптик П.П. Феофилов. вскоре избранный членом-корреспондентом академии наук, который интересовался новой атомной спектроскопией в духе Альфреда Кастлера, в будущем нобелевского лауреата. И он предложил мне поработать в этом направлении — заняться оптической ориентацией атомов.

Я довольно быстро воспроизвел все. что делали на Западе, но видел— все, что я придумываю.

только что сделано там и я бегу за уходящим поездом. Потом я все-таки нашел свое направление. но впал в «ересь», стал отрицать некие основы квантовой механики. Решил, что я проверю ее на новых объектах, и действительно нашел довольно удивительные феномены, которые предъявил физтеховским теоретикам. Они сначала сказали, что этого не может быть, но потом признали и заодно научили меня настоящей квантовой механике. Оказалось, что я не то чтобы перевернул квантовую механику, но нашел в ней нечто новое. И в дальнейшем это привело к тому, что на меня стали пикировать всякие «изобретатели велосипедов», которые, например, хотели сделать вечный двигатель. Они считали, что я как раз тот человек, который будет им помогать.

Вы сразу поняли, с чем и кем имеете дело?

— Да, это я навожу мостик к моей борьбе с лженаукой. Так вот, мне удалось сделать оригинальную работу, которая была быстро оценена в качестве кандидатской и докторской диссертаций, поддержана теоретиками Физтеха, и я приобрел некоторую известность. Меня цитировали французские физики во главе с Кастлером, потому что я предложил новый метод измерения сверхмалых магнитных полей. Они были такие малые, что никто в жизни не мог создать такое малое поле, чтобы его измерить, а французы его создали внутри экранов, измерили и написали, что метод измерения придумал молодой человек из Государственного оптического института в Ленинграде.

Тогда обо мне узнали наши военные и стали привлекать к задачам противолодочной обороны, и дальше я уже 30 или 40 лет занимался магнитометрией в приложении к поиску вражеских подводных лодок. Это была трудная задача, потому что область уже была очень «истоптана»: на Западе было множество центров, которые занимались тем же самым. И я видел, что у меня нет никаких новых ресурсов, чтобы сделать намного лучше, чем они, потому что мое изобретение касалось сверхмалых магнитных полей, которые находятся где- то в космосе. А тут речь шла о том. чтобы замечать изменения магнитного поля Земли под действием искажающих объектов, в частности подводных лодок. Но мы все же взялись за эту задачу. У меня были аспиранты, и мы постепенно значительно продвинулись в этой области. Настолько, что обогнали весь мир. Это было связано с тем. что Запад относительно мало занимался магнитной разведкой. в основном для поиска полезных ископаемых, а подводные лодки они искали по шумам. Наши лодки были тогда очень шумные, а американские лодки были тихими, и потому наши поисковики пошли по линии магнитометрии. И вот этой магнитометрией мы занимались лет 30. и до сих пор наши магнитометры остаются, пожалуй, лучшими в мире.

А какие другие задачи можно решать с помощью магнитометров?

— Прежде всего, это поиск полезных ископаемых. Делалось множество попыток предсказывать землетрясения по поведению магнитного поля. Кроме того, появились другие задачи. Мы занимались измерением естественных магнитных полей Земли, а сейчас появилось огромное количество задач измерения локальных магнитных полей разных мелких объектов, таких как ионы, квантовые точки или аксоны в головном мозге, которые тоже генерируют некие магнитные поля. И для этого нужны совсем другие магнитометры, которые способны разрешать пространственно очень малые структуры. Наши датчики были большие, у нас были газовые колбы размером по 100 мм. Сейчас появились новые задачи, и ими занимается моя лаборатория, которая, в частности, переходит на микроскопические датчики, например на крошечных кристаллах легированных алмазов.

Кроме магнитных полей, подобного рода атомные датчики способны служить датчиками точного времени и, как ни странно, гироскопами. Эти задачи всегда были в поле нашего зрения, но сейчас они пошли уже в виде микродатчиков. Это новая нанофизика, она сейчас приводит к переоценке всех старых решений, мы теперь делаем что- то очень маленькое. И если раньше мы создавали уникальные инструменты, то теперь от нас требуется массовое производство: например, чтобы каждый айфон содержал внутри себя атомный стандарт частоты, атомные часы, — эта задача тоже находится в поле зрения нашей лаборатории.

В 1989 г. вы проводили испытания магнитометров на дрейфующей льдине в Северном Ледовитом океане в течение двух с половиной месяцев в составе полярной экспедиции. Расскажите об этом, пожалуйста.

— Дело в том, что военные хотели, чтобы мы делали все более и более чувствительные датчики. Они требовали от нас, чтоб мы превзошли западные датчики в сто, тысячу раз. А меня это очень смущало, потому что я подозревал, что их нельзя будет использовать, они будут слишком чувствительными. Иными словами, я предполагал, что шумовая обстановка, особенно на самолете, который летает и ищет эти подводные лодки, будет такая, что чувствительность просто окажется излишней. Но запас чувствительности мы накопили большой, и я решил поставить такую задачу—измерить с помощью наших совершенно уникальных магнитометров, как ведут себя естественные шумы магнитного поля Земли на том уровне чувствительности, на котором они никогда не изучались.

И у меня появилась мысль, что в цивилизованных условиях этого сделать нельзя и что нам надо выехать в область, где нет техногенных источников магнитных шумов. В качестве такого места мы рассмотрели ледяные поля Арктики, где. с одной стороны, отсутствуют волны (а это очень большой источник шумов магнитного поля), потому что скованы льдами, а с другой — нет никакой цивилизации. Кроме того, я считал, что мы можем проверить предельную возможность обнаружения подводных лодок в условиях отсутствия магнитных шумов носителя, то есть самолета. Идея была такая: мы расставим несколько магнитометров на льду и будем писать шумы естественного магнитного поля Земли, а потом пригласим подводную лодку, чтоб она проплыла.

У меня были договоренности с адмиралом В.Н. Чернавиным и с академией наук, что все это будет сделано. И наша маленькая группа два с половиной месяца прожила на дрейфующей льдине, далеко от основного лагеря. Нас было четверо: технический директор В. А. Бонч-Бруевич, я и еще два техника из нашего института.

Мы ушли на 2 км от основного лагеря, были в полном безмолвии и одиночестве, писали наши магнитные поля и обнаружили массу удивительных явлений. Мы записывали на таком уровне, на котором никто не фиксировал, и увидели, что магнитное поле обладает совершенно неустранимыми шумами в том частотном диапазоне, в котором мы собираемся искать эти подводные лодки. То есть мы поставили предел чувствительности магнитного поля, связанный не с пределом приборов, а с пределом природы земного магнитного поля.

У нас было три магнитометра, расставленных на расстоянии до 1 км, и мы мерили не собственно магнитное поле, а градиент магнитного поля, разницу магнитных полей. Она меряется гораздо точнее, потому что при этом вычитаются магнитные поля, связанные с ионосферой. Ионосфера находится далеко, на расстоянии порядка 100 км, и она примерно одинаково воздействует на два относительно близко расположенных магнитометра, так что в очень малой степени входит в разность их показаний. Поэтому можно с большой точностью заметить появление любого инородного локального возмущения поля. Мы, например, обнаруживали магнитную жизнь в нашем лагере, который был от нас в нескольких километрах.

Но все-таки из запланированного рандеву с подводной лодкой ничего не вышло, потому что произошла трагическая история: как раз во время нашего проживания на льдине утонула подводная лодка «Комсомолец» в Северном море. Это была ужасная авария. После этого на все атомные подводные лодки был наложен секвестр. Поэтому мы прописали только шумовую обстановку, чего, впрочем, было совершенно достаточно.

Мы тогда обнаружили новое интересное явление — появление шума, связанного с дрейфом нашей льдины. Она плыла над подводными горами, и от этого у нас менялось магнитное поле. Плыла она хаотическим образом: закрывала одну трещину, отражалась от нее, шла в другую сторону. Такое броуновское движение с общим дрейфом.

Вы не знали, что находитесь на дрейфующей льдине?

— Нет, мы, конечно, это знали, но этот хаотический характер дрейфа, с временем смены направления порядка минут, был для нас полной неожиданностью. Мы обнаружили это по нашим записям магнитного поля. Вот такое «открытие». Тогда еще не было глобальной системы позиционирования GPS, ия понял, что это способ обнаружения дрейфа льдин — по корреляции шумов магнитного поля, регистрируемого разнесенными датчиками. К сожалению, это открытие закончилось вместе с появлением GPS, просто оно уже оказалось не нужно.

Это была замечательная эпопея. К сожалению, тогда все это было засекречено и мы об этом очень мало написали. Есть только одна статья по результатам исследований, где мы пишем о том, что замечаем дрейф по магнитному полю.

Как вы там жили?

— Жили по-спартански. Было приблизительно -40° С. Очень холодно, случались сильные метели.

А страшно было?

— Да нет. Даже когда трескались льдины. Просыпаешься, а через твою юрту проходят трещины и плещет вода. Но это все происходило медленно и совсем не пугало. Были очень интересные приключения с самолетами. Они прилетали с провизией для полярников, и когда не могли сесть из-за трещин во льдах, сбрасывали продукты на парашютах. И тогда происходили совершенно удивительные явления. Почему-то частенько эти парашюты обрывались и посылка разбивалась вдребезги. Туда повадились приходить белые медведи — разбирать то, что там оставалось. Потом прислали группу парашютистов. которые стали вместе с посылками прыгать с самолетов и проверять, что происходит. Посылки стали прекрасно спускаться.

В итоге выяснилось, что причина была в коррупции. Стропы парашюта подрезали, а продукты разворовывали...

Евгений Борисович, то, чем вы занимаетесь, имеет отношение к смене магнитных полюсов Земли?

— Конечно, имеет. Правда, это не моя область, а геофизики, но я слежу за этими работами. Есть гипотеза, что перемещение магнитных полюсов чревато тем, что при этом меняется и амплитуда магнитного поля— и даже переходит через ноль. Точно известно, что магнитное поле в истории Земли много раз меняло положение полюсов, вплоть до полной переполюсовки.

Зафиксировано то, что при этом происходило?

— Трудно сказать, что при этом происходило. Ну. например, климат кардинально менялся, и сейчас эти процессы связывают в том числе с изменением магнитных полюсов. Если на Земле не будет магнитного поля, то образуется гораздо больше облаков, потому что из космоса будут выпадать ионизирующие частицы, которые сейчас отклоняются и захватываются магнитным полем. Они будут спускаться ниже ионосферы и провоцировать образование облачного покрова, что может привести, например, к атомной зиме. Может начаться страшное похолодание.

А не потепление, как сейчас прогнозируют?

— Не потепление. Это, вообще говоря, опасно, но не безнадежно, потому что, во-первых, это происходит примерно раз в несколько миллионов или даже в 100 млн лет. И это, конечно, долгий процесс, он тянется сотни лет. Во-вторых, сейчас люди стали гораздо могущественней. Они, например, могут поддержать магнитное поле. Для этого понадобится парочка атомных станций, нужно обмотать проводами Землю (смеется) и запустить магнитное поле. Ну, пока это глубоко неактуально. Это футурологические размышления наших геофизиков. Никто до сих пор надежно не знает, откуда берется магнитное поле Земли. Предполагают. что это связано с нашим жидким ядром.

Можно сказать, что ученые точно знают, что внутри Земли?

— Довольно много знаем. Но мы лучше представляем себе, как устроены черные дыры, чем наша Земля. Мы пробурили всего 12 км в глубину, а всякие интересные события начинаются примерно с 50 км.

А стоит такая задача?

— Естественно! Это очень интересно и важно. Сейчас один из марсоходов собирается измерять количество теплового потока на Марсе. Так вот. такие потоки, конечно, измеряются на Земле, потому что она внутри горячая. По количеству тепла, которое выходит наружу, можно судить об устройстве Земли, о том, что происходит внутри. Согласно теперешним моделям, она поддерживается в горячем виде процессами радиоактивного распада, но вообще она сохраняла огромное количество тепла, которое связано с импактной историей ее образования, когда Земли вся слипалась из протооблака, летавшего вокруг Солнца. Но это не моя область.

Хочу вас спросить о работе Комиссии по борьбе с лженаукой и фальсификацией научных исследований РАН. Когда вы поняли, что с этим надо что-то делать?

— Понял, когда стал заместителем директора Государственного оптического института, потому что мне стали приходить на рецензию отчеты от наших ведомственных институтов. И тут я поражался, потому что в этих номерных НИИ совершались грандиознейшие открытия, утверждалось. что найдены новые фундаментальные взаимодействия, которые будут обслуживать все потребности Советского Союза, прежде всего оборонные, разумеется. Вот, например, так называемые торсионные поля. Сначала, впрочем, они назывались спинорными полями. Спинорные, торсионные, аксионные, лептонные— это все слова, заимствованные из словаря «высоколобой» теории, что должно было внушить уважение к этим новым секретным открытиям. Тема поиска новых взаимодействий мне была знакомой. Я знал, что физики во всем мире их ищут, но при этом заведомо знают, что искомые поправки должны быть безмерно малы. Некоторые из этих поправок прямо вытекают из общей теории относительности, в том числе поле кручения («торсионное поле») вокруг вращающейся массы. Но упомянутые поправки до такой степени малы, что их невозможно не то что употребить, а обнаружить. Однако в этих отчетах писалось, что новые взаимодействия отнюдь не малы, а скорее всемогущи. Говорилось, что новыми лучами (они же частицы, они же поля) мы будем сшибать вражеские ракеты, уничтожать живую силу противника... После чтения этих отчетов я написал министру, что всех авторов надо гнать с работы и лишать ученых степеней.

Сколько врагов вы, наверное, приобрели!

— Как физик я хорошо представлял себе, какие силы возможны, а какие нет. Есть четыре фундаментальных взаимодействия, а все, что ищется заново, должно быть бесконечно слабым, если вообще есть. До сих пор ничего не обнаружено. Ищут, потому что физике всегда интересны границы, где отказывают старые законы. Сейчас, например, все время опровергают эйнштейновскую теорию относительности. Несколько лет назад, замученный потоком ее опровержений, поступающих в Комиссию по борьбе с лженаукой, я уговорил физиков Курчатовского института поставить прямой эксперимент по измерению скорости света от релятивистского источника. (А уговорить было непросто, потому что для профессионалов в области ускорителей частиц справедливость теории относительности— такая же будничная очевидность, как справедливость таблицы умножения.) Речь шла о проверке второго постулата теории относительности — о независимости скорости света от скорости источника. Мы измеряли скорость света от электронного сгустка в синхротроне, летящего со скоростью, практически неотличимой от скорости света. По классической механике Ньютона можно было ожидать, что фотон, испущенный в направлении движения сгустка, будет иметь удвоенную скорость света— скорость света плюс скорость движения источника. Но, как и постулировал Эйнштейн, скорость фотонов оказалась в точности световой. Впрочем, боюсь, борцов с Эйнштейном это не убедит: число честолюбцев, мечтающих опровергнуть гения, не убывает. Большинство ниспровергателей уверены, что доказательная база теории относительности сводится к опытам Альберта Майкельсона вековой давности. На самом деле эта теория несравненно сильнее подтверждена своими следствиями— например, ядерной энергетикой и ядерным оружием.

Какова сейчас ситуация: растет или, наоборот, уменьшается число псевдоученых?

— Мы научили власти скептически относиться ко всем этим обещаниям. Договорились с Советом безопасности РФ, что они будут присылать все такого рода проекты к нам в Комиссию по борьбе с лженаукой. Мошенники перестроились, они коммерциализуются. Постепенно из военной области торсионные поля стали переселяться в сельское хозяйство: якобы повышали лактацию коров. Проникли в медицину, где будто бы излечивали от СПИДа. Не так давно их пытались продать в Англию в качестве способа разведки нефти. Англичане написали нам письмо, и мы объяснили, что за этим стоит.

Сейчас на нас подают в суд гомеопаты, которых мы уличаем в лженаучности.

Бывают ситуации, когда люди искреннее заблуждаются?

— Полно таких! Но их очень часто берут в союзники мошенники-негодяи, которые умеют входить в контакт с чиновниками. А с чиновниками по-всякому бывает.

В иностранных академиях наук тоже есть комиссии по борьбе с лженаукой?

— Да, есть. Это актуально во всем мире, но нигде и никогда не было государственной поддержки этого дела, как у нас. Достаточно вспомнить из нашего прошлого, скажем, Т.Д. Лысенко, или из недавних— В.И. Петрика.

Но у нас все-таки есть некоторые завоевания. К нам стали прислушиваться, мы постоянно получаем заявки от Администрации Президента РФ с предложением проверить очередное замечательное «открытие».

Как вам кажется, от лженауки больше опасности для самой науки или для общества?

Общество у нас, по-моему, в последнее время ввергнуто в средневековье с помощью телевидения. Эти бесконечные битвы экстрасенсов и пр. С точки зрения комиссии, не должно быть никакой государственной сертификации ни целителей, ни экстрасенсов, ни прочих магов. Единственное, что должно делать государство, — расследовать криминальную сторону, связанную с этим бизнесом. И, главное, необходим категорический запрет государственной пропаганды и рекламы этих услуг, которая сейчас есть во всех газетах. Понятное дело, с сельскими бабушками вы справиться не сможете, да и гадалки будут существовать всегда. С невежеством можно бороться только просветительством.

Беседовала Ольга БЕЛЕНИЦКАЯ.

promo goodspb september 8, 2017 17:46 770
Buy for 200 tokens
Вот поэтому Путин – не ваш, а мой президент. Потому что я – русская. А вы – не русские. Моя статья «Я русская! Я устала извиняться!» привлекла такое количество троллей разного вида и происхождения, что сумела набрать 2400 комментариев. Кем меня только не…

Error

Anonymous comments are disabled in this journal

default userpic

Your reply will be screened