Школа криогеники Л.В.Шубникова

     В результате в необычайно короткие сроки  работающие в лаборатории проходили  путь от дипломника, делающего первые шаги в физике и технике низких температур, до полноправного исследователя, соавтора работ мирового уровня.

     Таким образом, все звенья цепи «лаборатория – семинар – кафедра университета»  во главе с Л. В. Шубниковым работали на воспитание исследователей высокого класса и создание цельного и эффективно работающего коллектива. «Он относился к нам, как к коллегам, научным работникам, – вспоминает А. К. Кикоин. – Но учил нас на лаборато­ных семинарах, где мы, еще дипломниками, часто выступали с докладами, во время бесед при выполнении работы. Учил учиться. Неудивительно, что Шубников сумел создать отличный дружный коллектив лаборатории». 

Став  руководителем лаборатории, Л. В. Шубников в первую очередь начал «собирать» высококвалифицированный персонал механиков для механических мастерских, расширять их материальную базу. Так, криогенной техникой заведовал прекрасный мастер И. П. Королев, стеклодувные работы виртуозно выполнял Е. В. Петушков. Уже осенью 1931 г., под руководством и при непосредственном участии Л. В. Шубникова, механиками И. П. Королевым и В. И. Богатовым был запущен большой водородный ожижитель Хука производительностью 12 л/ч и получен жидкий водород, а в конце 1932 г. Л. В. Шубников с первыми сотрудниками лаборатории Ю. Н. Рябининым и А. И. Судовцовым получил жидкий гелий с помощью экспансионных ожижителей, используя метод Саймона. В 1934 г. после преодоления значительных технических трудностей Л. В. Шубников совмест­но с И. П. Королевым, А. И. Судовцо­вым и В. И. Хоткевичем запустил гелиевый ожижитель Мейсснера производительностью 1,5 л/ч.

     Проведение  экспериментов в области низких температур требовало не только эффективной ожижительной техники, но и различного специального оборудования. Последнее в основном изготовлялось в лаборатории. Так, было налажено производство металлических дьюаров для хранения жидких азота и водорода, создана аппаратура для очистки газов, получения вакуума, для экспериментов при высоких давлениях и др.

     Наряду  с созданием и освоением ожижительной базы криогенной лаборатории и ее экспериментальным оснащением Л. В. Шубников формировал и коллектив  ее научных сотрудников. В результате в лаборатории в короткие сроки сложился квалифи­цированный, работоспособный коллектив физиков во главе с Л. В. Шубниковым, страстно влюбленных в физику, коллектив единомышленников и энтузиастов, который приступил к выполнению широкой, глубоко продуманной научно-технической программы, предложенной лидером этого коллектива. 

В лаборатории  были развернуты широкие фундаментальные исследования в области сверхпроводимости металлов и сплавов, низкотемпературного магнетизма, физики криогенных жидкостей и криокристаллов, а также прикладные разработки. Были начаты систематические исследования свойств криогенных жидкостей и особенно жидкого гелия. В 1934 – 1935 гг. измерена вязкость жидких азота, кислорода, окиси углерода, аргона, метана и этилена.

     Одним из первых объектов исследований при  гелиевых температурах стала сверхпроводимость, открытая в 1911 г. у ртути Г. Камерлинг-Оннесом. К началу 30-х годов был обнаружен  ряд сверхпроводников (олово, свинец, таллий и др.), определены их критические температуры, установлено влияние на эти температуры магнитного поля, обнаружены разрушение сверхпроводимости под влиянием сильных магнитных полей и токов и скачок теплоемкости при переходе металла в отсутствие магнитного поля в сверхпроводящее состояние. Однако многое в поведении сверхпроводников оставалось неяс­ным, фактически изучены были только некоторые их электрические свойства.

     В первых же исследованиях Л. В. Шубников с сотрудниками получил ряд фундаментальных  результатов, ставших классическими. В 1934 г., изучая зависимость магнитной индукции сверхпроводящего свинца от магнитного поля, Л. В. Шубников и Ю. Н. Рябинин, практически одновременно с В. Мейсснером и Р. Оксенфельдом, непосредственно показали, что в сверхпроводящем состоянии магнитная индукция металла равна нулю, т. е. дали прямое, обоснованное доказательство идеального диамагнетизма сверхпроводников. В следующем году они подтвердили этот факт, разработав к тому же два различных мето­да измерения магнитной индукции в сверхпроводниках при различных магнитных полях и температурах.

     В 1934 г. Л. В. Шубников, Ю. Н. Ря­бинин, Г. Д. Шепелев и В. И. Хоткевич начали исследования магнитных свойств сверхпроводящих сплавов, получили первые количественные данные об особенностях удельной теплоемкости сверхпроводящих сплавов в области критической температуры.

     В 1934 г. Л. В. Шубников с сотрудниками начал  экспериментальные исследования температурной  зависимости теплоемкости и магнитной восприимчивости большой группы соединений переходных металлов (безводных хлоридов) при низких температурах.

     Наряду  с фундаментальными исследованиями в криогенной лаборатории велись также прикладные, связанные с  использованием глубокого охлаждения в промышленности, с разделением  компонент воздуха, коксового газа, с получением жидкого метана и др. Была разработана технология изготовления шаровых дьюаров емкостью от 10 до 50 л, приспособления для выдавливания полусфер, пайки и крепления, для создания и поддержания вакуума в межстенном пространстве при помощи активированного угля (Ю. Н. Рябинин и др.). Были изготовлены дьюары-испарители – емкости для достаточного долговременного хранения жидкости. Удачными были также конструкции кислородных аппаратов для автогенной сварки и резки (Ю. Н. Рябинин, В. И. Костенец).

     Таким образом, фундаментальные исследования, проводившиеся в лаборатории, были тесно связаны с прикладными. Однако Л. В. Шубников выдвигает идею создания специализированной технической лаборатории, которая должна быть связующим звеном между фундаментальной наукой и промышленностью. В 1937 г. такая структура (прообраз опытных заводов и инженерных центров при ряде крупных институтов научно-технического профиля) – Опытная станция глубокого охлаждения (ОСГО) вступила в строй. 
 
 
 
 

     4. Вывод

     В историю физики Л.В.Шубников вошел не только как крупный экспериментатор, получивший ряд фундаментальных результатов в области физики конденсированного состояния, физики и техники низких температур, положивший начало этим направлениям в СССР, но и как замечательный педагог, воспитатель первых советских криогенных кадров, основатель первой низкотемпературной школы в нашей стране – харьковской. С его именем связано становление советской криогеники, ее первые результаты мирового класса, прочно вошедшие в современную физику и положившие начало целому ряду научных направлений, активно развивающихся и в наши дни. С эффекта Шубникова – де Хааса, по существу, началась физика квантовых гальваномагнитных явлений – один из самых обширных разделов современной физики металлов и полупроводников.

     Л.В.Шубников был выдающимся ученым, его вклад в развитие криогенного направления науки неоценим. Он сделал много, но мог бы сделать еще больше, если бы ни политическая обстановка, царившая в стране в период его бурной научной деятельности. В 1937 году оборвалась жизнь великого ученого, и с его смертью наука утратила яркого лидера, человека, которому без сомнения можно было бы отдать пальму первенства в физике низких температур. И в завершение приведем характеристику Л.Д.Ландау, написанную военному прокурору 15 августа 1956 года, когда готовилась реабилитация: "Лев Васильевич Шубников, несомненно, был один из крупнейших физиков, работавших в области низких температур не только у нас в Союзе, но и в мировом масштабе. Многие его работы до настоящего времени являются классическими. Говорить о его вредительской деятельности в области физики низких температур совершенно абсурдно, учитывая, что он как раз являлся одним из создателей этой области у нас. Его горячий патриотизм подчеркивается тем, что он добровольно бросил работу в Голландии для работы на Родине. Ущерб, нанесенный отечественной науке безвременной гибелью Л.В.Шубникова трудно переоценить".

5. Список использованной  литературы

1. Л. В. Шубников. Избранные труды. Воспоминания. 1990 , Киев, Наукова думка, 352с.
2. Развитие криогеники на Украине (сборник к 50-летию УФТИ), 1978, К., Наукова думка, 254с.
3. Б.И. Веркин, С.А. Гредескул, Л.А. Пастур, Ю.А. Фрейман, Ю.А. Храмов. Лев Васильевич Шубников. Природа, 1989, № 1, с.89-97.
4. О.И. Балабекян. Лев Васильевич Шубников. УФН, 1966, т.89, в.2, 321-325.