Михаил Афанасьевич Новиков
Кандидат физико-математических наук,
ведущий научный сотрудник отдела физики сверхпроводников ИФМ
Родился 29 ноября 1935 года
Фрагмент из воспоминаний. Полная версия
В конце 1960-х годов объектами исследования в НИРФИ были три лазера: рубиновый, неодимовый и газовый. Особый интерес вызывал лазер на стекле с неодимом. По инициативе Андрея Викторовича Гапонова-Грехова и Виталия Анатольевича Зверева в институте активно развивалось гидрофизическое направление, и Гапонов увидел перспективу использования лазеров в гидрооптике. Речь шла о сине-зелёной области спектра. Перед лабораторией поставили цель – создать такой источник света.
Благодаря энергии и дальновидности Андрея Викторовича в Дзержинске было налажено производство более перспективных кристаллов с неодимом. Я, Александр Михайлович Киселев и Юрий Николаевич Беляев объединились над созданием стабильного лазера с использованием анизотропных кристаллов. Я работал над перестройкой частоты и с помощью поляризационных фильтров добивался очень узкой частоты излучения. Мы сделали об этом очень хорошую публикацию в «Журнале экспериментальной и теоретической физики» (ЖЭТФ), который читали и за границей.
К тому времени прошло 10 лет с тех пор, как я поступил в аспирантуру в 1963 году. Защита тогда была достаточно редким делом. Но получилось так, что публикацию в ЖЭТФ заметили в МГУ. Классик нелинейной оптики ректор МГУ Рем Викторович Хохлов оценил возможности нашего метода по перестройке частоты лазера. Сам он стал одним из изобретателей параметрического генератора, для которого нужны хорошие лазеры. А мы как раз показали, как можно получить чёткий и стабильный пучок.
Учёные его уровня, имеющие возможность ездить по миру, часто потом делились новейшей информацией на конференциях, считали своим долгом донести новости науки в регионы. Я называю их государственными людьми, таким был и наш Андрей Викторович Гапонов-Грехов. Так вот, он приехал в НИРФИ с одним из семинаров. Руководитель нашего отдела Виктор Иванович Беспалов спросил: «Ну что вам у нас показать?» А Рем Викторович говорит: «Вы знаете, я очень тороплюсь, много увидеть не успею, но обязательно познакомьте меня с Новиковым».
Я ему всё рассказал, он что-то записывал. После подходит ко мне Беспалов: «А ты защищённый?» – «Нет ещё». – «Давай, защищайся!». Руководителем мне назначили Якова Израилевича Ханина уже чисто формально. В 1973 году я защитился по теме «Резонаторы и интерферометры с анизотропными элементами и их использование в лазерах».
После этого в университете мне дали должность доцента, там я по совместительству читал курсы по лазерной спектроскопии, вариационной оптике. В НИРФИ стал старшим научным сотрудником, но по-прежнему оставался свободным художником. Когда появлялась идея, смотрел, с кем можно это сделать.
Должен сказать, что быть свободным художником в науке не всегда хорошо. Для серьёзного прорыва нужен коллектив. А когда ты один, приходится выбирать задачи не обширные, а те, что можно решить с помощью ещё одного-двух человек. Всё-таки один в поле не воин. Иногда я жалею, что не получилось, как мне кажется, поучаствовать в каком-то масштабном деле. Но меня всегда привлекала новизна, и мне удалось попробовать многое.
Одним из плодотворных деяний была работа с газовыми лазерами в отделе Израиля Лазаревича Берштейна в 1970-х годах. Газовый лазер очень точный, очень когерентный, на нём можно ставить важные фундаментальные исследования, измерять крайне малые эффекты. У Берштейна работали очень квалифицированные люди: Ирина Александровна Андронова, Юрий Иванович Зайцев, Валентин Михайлович Геликонов и другие. Они тогда занимались оптической гироскопией, измеряли угловые скорости вращающихся объектов. С помощью оптического гироскопа можно, например, с высокой точностью измерить скорость вращения Земли. А они измеряли различные оптические эффекты, возникающие в лазерах.
У меня появилась мысль исследовать один эффект, который до тех пор никто не исследовал, потому что он был довольно маленький. Я хотел измерить как магнитное поле воздействует на оптические свойства кристаллов, магнито-оптический эффект.
У нас для этой цели оказался подходящий кристалл. И вот на этом кристалле мы описали и измерили такой эффект. Он оказался фундаментальным, показывающим влияние симметрии на физические свойства, и получил название магнитохирального. Мы сделали это вместе с В.А. Маркеловым и А.А. Туркиным.
Мы опубликовали статью в Письмах в ЖЭТФ, а к тому времени уже образовался Институт прикладной физики. Эти люди перешли туда, и сложно сказать, кому принадлежит честь открытия – НИРФИ или ИПФ.
В начале 1990-х годов был создан Институт физики микроструктур РАН, и люди, с которыми я работал, перешли в ИФМ. Мне тоже были интересны новые темы, и я попросился туда в отдел Александра Александровича Андронова, хотел с ним поработать. Мне снова разрешали заниматься чем хочется, а я стал ходить по предприятиям и смотреть, что бы им сделать полезного.
Мой приятель работал на Борском стекольном заводе, он провёл мне экскурсию, и я увидел, чем смогу им помочь. У них была гигантская печь, в которой плавили стекло. В тонкую и очень широкую щель жидкое стекло вытекало в ванну, наполненную жидким оловом. Не реагируя с ним, стекло немного остывало. Остывать оно должно было медленно, не образуя трещин, поэтому этот ещё мягкий будущий лист медленно скользил дальше. Остывание могло длиться до 24 часов.
Эту широкую ленту стекла нужно было доводить до определённой толщины, а она могла быть разной в разных местах. Требовались постоянные измерения, но производились они неэффективно. Рабочие вырезали образец в начале пути ленты, бежали в лабораторию в другое здание, измеряли, звонили по телефону, просили других немного растянуть слой, для этого были специальные зацепы. Но всё делалось «на глазок». Нужно было снова замерять что получилось, и так без конца. Хорошие фрагменты стекла нарезали на листы нужного формата, но много уходило в брак. А самое главное – этот процесс был очень трудоёмким, эмпирическим и долгим. Иногда сутками «выходили» на нужные параметры стекла.
И так делали во всём мире, на самом деле. Только на одном производстве в Англии поставили для измерения лазерную систему, где по разнице отражения пучка от верхней и нижней поверхности листа вычисляли его толщину. Но там эта установка заняла целое здание.
А мы предложили использовать уже существующие пять окон для измерения температуры листа и использовать метод некогерентной интерферометрии. Короче, мы придумали дистанционный метод измерения толщины стекла. Исследователь с установкой может находиться где угодно, через интерферометр Майкельсона он направляет две волны, отражённые от разных зеркал, по световоду к нашим окнам, расположенным над лентой стекла. Лучи падают на эту ленту и возвращаются обратно в световод. По разнице их хода мы с большой точностью определяем толщину стекла. Получился такой дистанционный оптический микрометр, которому не страшна высокая температура. А используя пять окон, мы проводили измерения сразу в пяти точках.
Здесь мы ничего не изобрели, но очень эффективно применили метод интерферометрии для конкретной задачи. И наша установка до сих пор на заводе работает. Поначалу даже рабочие не понимали, какую пользу это изобретение принесёт. Говорили, что эту проблему не могли решить десятки лет самые разные институты. Но главный инженер завода по фамилии Гранник нас понял.
В группе, которая осуществила этот проект, помимо меня были инженер Анатолий Данилович Тертышник и Вадим Маркелов. Мы сделали этот прибор в условиях отсутствия денег и дефицита деталей. Поначалу он выходил из строя каждую ночь, и Тертышник на машине постоянно ездил его налаживать. Мы разобрались, что разбалансировка происходит от разницы дневных и ночных температур, и сумели это устранить. Наше устройство в итоге очень понравилось рабочим, они сумели оценить его удобство и экономическую выгоду. Впоследствии завод оборудовал нашим прибором и вторую линию. Эта установка потом успешно применялась на других подобных предприятиях, но продвигали её уже без меня.
Я же метод некогерентной интерферометрии применил также для целей измерения высоковольтных напряжений в линиях электропередачи. Мою идею восприняли в дзержинской фирме «Мелситек». Дело в том, что несмотря на стандартные датчики, установленные на ЛЭП, многие параметры токов измеряются недостаточно точно или вообще не отслеживаются. Потому что по линии одновременно проходят множество гармоник электрических колебаний. А сейчас от уровня контроля энергопередачи зависят размеры счетов за её потребление. Что-то неучтённое, помноженное на миллионы ватт, выливается в большие деньги.
Мы с инженерами «Мелситека» взяли, по сути, тот же прибор, что был на стеклозаводе, но использовали кристаллы, которые изменяют свои свойства под действием напряжения. Этот прибор очень хорошо себя показал на Борской высоковольтной линии и уже три года работает. Но для широкого внедрения нужна немалая перестройка в системах ЛЭП. Пока эти вопросы обсуждаются.
Я уже давно пенсионер, но до сих пор работаю на часть ставки в Институте физики микростурктур. А в Институте прикладной физики мы трудимся в паре с электроником Андреем Александровичем Хышовым, занимаемся очень интересной проблемой, но пока не хочу раскрывать все карты. Если эта работа удастся, она внесёт существенные изменения в наше понимание электричества.
Помимо научной работы, которой я посвятил всю свою жизнь, я четверть века занимаюсь изучением и пропагандой наследия выдающегося физика и изобретателя Олега Владимировича Лосева. Организую разные мероприятия. Скоро пройдет уже восьмая конференция, посвящённая его наследию по линии Российского научно–технического общество радиотехники, электроники и связи имени А.С. Попова. Лосев сделал первый в мире полупроводниковый приёмник и передатчик. Он создатель светодиода и многого другого, связанного с современной оптикой и электроникой. Это великий человек! На Западе о нём говорят не иначе как «русский гений из Нижнего Новгорода», но в нашей стране и нашем городе о нём пишут крайне мало, часто как о каком-то радиолюбителе. Я считаю своим долгом всеми силами пропагандировать то, что сделал этот замечательный учёный.