Молодой аспирант математического института в Ленинграде, наверно, и не предполагал, что порученная ему работа в группе академика Вавилова приведет к открытию, за которое он получит Нобелевскую премию.

Павел Алексеевич Черенков был родом из воронежского села Новая Чигла, по происхождению — из государственных крестьян. Детство и юность пришлись на самые тяжелые годы: Первая мировая война, Февральская революция, Октябрьский переворот, Гражданская война — голод, разруха.

Тем не менее ему удалось окончить церковно-приходскую школу, потом — гимназию, поступить в Воронежский университет на физико-математическое отделение, потом в аспирантуру Физико-математического института Академии наук в далеком Ленинграде. Там-то и начались его первые шаги в науке.

Тайна синего свечения

Аспирант только что женился, жил в крохотной комнате в общежитии вместе со своей сестрой и матерью жены, потом родился сын, институт, в котором он трудился, перевели в Москву, туда вместе с ним переехала и вся семья — в две комнаты в большой коммунальной квартире. Но на внешние неудобства он внимания почти не обращал — его всерьез интересовала только наука.

И ему, надо сказать, очень повезло оказаться в исследовательской группе академика АН СССР Вавилова.

Правда, тему ему дали, как он думал, самую нудную — люминесценция растворов ураниловых солей под действием гамма-лучей. Часами он сидел в лаборатории и экспериментировал с разными прозрачными растворами, пропуская сквозь них пучок излучения.

Раствор за раствором. Среда за средой. День за днем.

Но вот что оказалось вдруг неожиданным: сквозь какой экспериментальный раствор аспирант не пропускал бы гамма-излучение, всегда появлялось непонятное голубое свечение. И вскоре стало ясно: это никакая не люминесценция! Это что-то неизвестное, с чем наука еще не сталкивалась.

За разъяснениями он обратился к Вавилову. Тот согласился, что с люминесценцией явление не связано, но сделал вывод, что эффект возникает при торможении электронов. Именно этому была посвящена статья академика, опубликованная в 1934 году. В своей статье сам Черенков окончательного вывода не делал — он просто изложил ход и результаты опытов.

Премии за «голубой свет»

Черенков продолжил эксперименты. Над ним посмеивались — мол, Павел Алексеевич занимается спиритизмом. Для того чтобы глаза адаптировались, ему приходилось долго сидеть в полной темноте.

К его исследованиям подключились физики Игорь Тамм и Илья Франк. Им-то в 1937 году и удалось дать правильную трактовку явления, открытого Черенковым: голубое свечение вызывают быстрые электроны, которые движутся в жидкостях со сверхсветовой скоростью. Именно потому оно и голубое, то есть самим цветом свидетельствует о максимальной скорости.

При движении таких частиц внутри жидкости возникает ударная электромагнитная волна, которая воспринимается глазом как голубой свет. И законов физики эта сверхсветовая скорость частиц не нарушает, поскольку скорость света в жидкостях меньше скорости света в вакууме.

Позже явление получило название — эффект Вавилова — Черенкова, а еще позже — просто эффект Черенкова, поскольку Вавилов был несколько неправ. Но в 1946 году всем четверым — Вавилову, Черенкову, Тамму и Франку — была присуждена Сталинская премия. А в 1958 году Черенков, Тамм и Франк получили Нобелевской премию. (Вавилову ее не дали потому, что премия присуждается только живым ученым, а академик умер еще в 1951 году.)

Черенков мало того что сделал открытие большого значения — он разрабатывал способы выявления такого излучения и сконструировал приборы, которые могут его зафиксировать, — детекторы элементарных частиц, а также участвовал в создании отечественного синхротрона.

Детекторы так и называют — счетчики Черенкова. Они нашли большое применение в ядерной физике, их используют для улавливания и распознавания частиц в ускорителях. Используются они и в радиологии, позволяя при помощи радиотерапии уничтожать направленным излучением злокачественные опухоли, не задевая здоровых клеток.

Один такой счетчик (японский детектор «Камиоканде»), представляющий собой огромный бак, заполненный водой, зафиксировал нейтрино во вспышках сверхновой. Другой, более современной конструкции, в 2021 году был погружен в воды Байкала для регистрации реликтовых нейтрино, которые могут рассказать нам о событиях сразу после Большого взрыва.

А современные глубоководные исследования привели к объяснению, зачем нужны глаза рыбам, которые живут в вечной темноте. Оказалось, что это темнота только для нас, людей, а рыбы видят ее как рассеянный голубой свет, благодаря которому отлично ориентируются в морских глубинах. Вспомните аспиранта Черенкова, часами адаптировавшегося к темноте, и поймете все об этих рыбах!

Николай КОТОМКИН