Бруно Понтекорво

Бруно Понтекорво — итальянский и советский физик-ядерщик, один из пионеров нейтринной физики, член-корреспондент Академии наук СССР (1958), действительный член Академии наук СССР (1964) и Национальной академии деи Линчеи (Италия). Известен фундаментальными работами в области ядерной физики, физики элементарных частиц и, в особенности, физики нейтрино. Понтекорво предсказал существование нейтринных осцилляций — явления, экспериментально подтверждённого спустя десятилетия и удостоенного Нобелевской премии.

Биография

Ранние годы и образование

Бруно Понтекорво родился 22 августа 1913 года в Марина-ди-Пиза, Италия, в состоятельной еврейской семье. Его отец, Массимо Понтекорво, был предпринимателем в текстильной промышленности. В семье было восемь детей, трое из которых (Бруно, его братья Гвидо и Джилло) стали известными учёными. С ранних лет Бруно проявлял интерес к физике и математике.

В 1931 году он поступил в Римский университет Ла Сапиенца, где учился под руководством выдающегося физика Энрико Ферми. В 1934 году Понтекорво защитил дипломную работу, посвящённую экспериментам с нейтронами, и стал одним из участников знаменитой группы «мальчиков с улицы Панисперна» (I ragazzi di via Panisperna), работавшей под руководством Ферми. В составе этой группы он участвовал в открытии замедления нейтронов и исследовании искусственной радиоактивности.

Эмиграция и работа на Западе

После принятия в Италии в 1938 году расовых законов, направленных против евреев, Понтекорво, как и многие его коллеги, был вынужден покинуть страну. В 1938 году он переехал в Париж, где работал в лаборатории Фредерика Жолио-Кюри в Коллеж де Франс. В Париже он занимался ядерной физикой и, в частности, разработал метод обнаружения нейтронов с помощью счётчика Гейгера-Мюллера, покрытого бором.

После оккупации Франции нацистской Германией в 1940 году Понтекорво бежал в США. С 1940 по 1943 год он работал в компании «Well Surveys Inc.» в Оклахоме, где занимался разработкой методов ядерной геофизики, в частности, каротажа скважин с использованием нейтронов. В 1943 году он присоединился к Монреальской лаборатории (Канада), а затем к Чок-Риверской лаборатории, где участвовал в проекте по созданию ядерного реактора. В 1948 году он получил британское гражданство.

Переезд в СССР

В 1950 году, на фоне усиления антикоммунистических настроений в западных странах и начала «холодной войны», Бруно Понтекорво принял решение переехать в Советский Союз. 31 августа 1950 года он вместе с женой и тремя детьми вылетел из Рима в Хельсинки, откуда был переправлен в СССР. Официальная версия гласила, что учёный совершил «политический выбор» в пользу социализма. Этот шаг вызвал широкий резонанс на Западе, где его расценили как похищение или добровольное дезертирство в пользу советской разведки. В СССР Понтекорво получил гражданство, был назначен заведующим лабораторией в Институте ядерных проблем АН СССР (ныне Институт ядерных исследований РАН) в Дубне.

Научная деятельность в СССР

В Дубне Понтекорво продолжил активную научную работу. Он сосредоточился на теоретическом и экспериментальном изучении нейтрино. В 1950-х годах он предложил метод регистрации солнечных нейтрино с помощью хлор-аргонового детектора (эксперимент, который впоследствии был реализован Рэймондом Дэвисом-младшим и привёл к обнаружению дефицита солнечных нейтрино). В 1957 году Понтекорво выдвинул гипотезу о нейтринных осцилляциях — превращении одного типа нейтрино в другой в процессе распространения в пространстве. Эта идея, первоначально встреченная скептически, стала краеугольным камнем современной физики частиц и была подтверждена экспериментально в начале XXI века (опыты на установках Super-Kamiokande, SNO и KamLAND).

Понтекорво также внёс вклад в теорию слабых взаимодействий, исследовал свойства мюонов и пионов. Он был одним из организаторов и руководителей крупных международных коллабораций в Объединённом институте ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне.

Последние годы

Бруно Понтекорво скончался 24 сентября 1993 года в Дубне от болезни Паркинсона. Похоронен на Новом кладбище в Дубне. Его имя носит Институт ядерных исследований РАН (ИЯИ РАН) и одна из улиц в Дубне.

Научные достижения

Нейтринные осцилляции

Главным научным вкладом Понтекорво является предсказание нейтринных осцилляций. В 1957 году он опубликовал работу, в которой предположил, что если нейтрино обладают ненулевой массой, то они могут смешиваться, подобно кваркам, и переходить из одного типа (электронное, мюонное, тау-нейтрино) в другой. Это явление, названное осцилляциями, объясняло бы дефицит солнечных нейтрино, наблюдаемый в экспериментах Р. Дэвиса. Понтекорво также предсказал, что осцилляции могут происходить в вакууме, а не только в веществе (эффект Михеева — Смирнова — Вольфенштейна, предсказанный позже). За это открытие Понтекорво неоднократно номинировался на Нобелевскую премию, но так и не получил её. Экспериментальное подтверждение нейтринных осцилляций в 2002 году (Нобелевская премия по физике 2015 года за открытие осцилляций нейтрино) полностью подтвердило его теорию.

Хлор-аргоновый метод

В 1946 году, работая в Чок-Ривере, Понтекорво предложил использовать реакцию захвата нейтрино ядром хлора-37 с образованием аргона-37 для регистрации нейтрино. Этот метод лёг в основу знаменитого эксперимента Рэймонда Дэвиса в Хоумстейкской шахте (США), который в 1968 году впервые зарегистрировал солнечные нейтрино. Несмотря на то, что эксперимент показал дефицит нейтрино по сравнению с предсказаниями стандартной солнечной модели, он стал важнейшим шагом в развитии нейтринной астрономии.

Вклад в ядерную физику

В составе группы Ферми Понтекорво участвовал в открытии замедления нейтронов и их резонансного поглощения. Он разработал метод нейтронного каротажа, который до сих пор используется в геофизике для поиска нефти и газа. В 1940-х годах он занимался созданием ядерных реакторов и исследованием цепной реакции деления.

Награды и звания

• Член-корреспондент АН СССР (1958)
• Действительный член АН СССР (1964)
• Действительный член Национальной академии деи Линчеи (Италия)
• Лауреат Сталинской премии (1953) — за работы по ядерной физике
• Лауреат Ленинской премии (1963) — за цикл работ по нейтрино
• Орден Ленина (1963)
• Орден Октябрьской Революции (1983)
• Орден Трудового Красного Знамени (1973)
• Золотая медаль имени И. В. Курчатова (1972) — за выдающиеся достижения в области ядерной физики
• Премия имени В. И. Векслера (1988) — за работы по физике ускорителей

Память

• Имя Бруно Понтекорво носит Институт ядерных исследований РАН (ИЯИ РАН) в Москве и Троицке.
• В Дубне его именем названа улица.
• Учреждена премия имени Бруно Понтекорво за выдающиеся работы в области физики нейтрино.
• В 2013 году, к 100-летию со дня рождения, в Дубне был открыт памятник учёному.

Критика и противоречия

Переезд Понтекорво в СССР в 1950 году остаётся предметом споров. На Западе его часто подозревали в шпионаже в пользу советской разведки, хотя документальных подтверждений этому не было найдено. Сам Понтекорво в интервью и мемуарах объяснял свой шаг идеологическими соображениями и желанием работать в условиях, свободных от антикоммунистической истерии. В СССР он пользовался полным доверием властей, но его научная свобода была ограничена секретностью и идеологическими рамками.

Источники

• Понтекорво Б. «Избранные труды». — М.: Наука, 1993.
• Понтекорво Б. «Воспоминания о работе с Энрико Ферми». — УФН, 1994.
• Джилло Понтекорво. «Братья Понтекорво». — М.: РХД, 2006.
• Овчинников В. В. «Бруно Понтекорво: человек и учёный». — М.: Наука, 2008.
• Материалы сайта Объединённого института ядерных исследований (ОИЯИ), Дубна.