К 110-летию со дня рождения Арсения Александровича Соколова
(1910–1986)
19 марта 2020 г. исполнилось 110 лет со дня рождения Арсения Александровича Соколова — выдающегося ученого, физика-теоретика, Заслуженного деятеля науки и техники РСФСР (1971), лауреата Сталинской премии (1950), премии Московского общества испытателей природы (1969), Ломоносовской премии МГУ I степени (1971), Государственной премии СССР (1976), автора научного открытия (эффект Соколова–Тернова, 1963).
А.А. Соколов родился в городе Новониколаевске (ныне Новосибирск) в семье учителей начальной железнодорожной школы.
В 1927 г. он поступил на физико-математический факультет Томского университета. После его окончания в 1931 г. был оставлен на кафедре теоретической физики, где работал до 1934 г. сначала в должности ассистента, а затем доцента. В 1934 г. под руководством профессора П.С. Тартаковского он защитил кандидатскую диссертацию на тему «Движение электронов в кристаллической решетке». В 1935 г. был утвержден в ученом звании доцента по кафедре теоретической физики. В 1939 г. А.А. Соколов переехал в Свердловск (ныне Екатеринбург), где работал в Свердловском педагогическом институте и в Свердловском университете сначала доцентом, а затем профессором и заведующим кафедрой теоретической физики. В 1942 г. в Ленинградском физико-техническом институте, находящемся в то время в эвакуации в Казани, он защитил докторскую диссертацию на тему «Квантовая теория затухания при рассеянии частиц».
В 1945 г. А.А. Соколов был переведен (по инициативе Д.Д. Иваненко и при поддержке И.В. Курчатова) в Москву на физический факультет МГУ, с которым оказалась связанной вся его последующая жизнь. Сначала он был профессором кафедры теоретической физики, а в 1948–1954 гг. — деканом физического факультета. Под руководством А.А. Соколова велось строительство и оснащение нового здания факультета на Ленинских горах, был осуществлен переезд туда кафедр и лабораторий с Моховой улицы. В 1954–1986 гг. он — профессор кафедры теоретической физики, в течение 16 лет (1966–1982) был заведующим этой кафедрой.
Область научных интересов А.А. Соколова была очень широкой: классическая и квантовая теория поля, математическая физика, физика элементарных частиц, теория электронных ускорителей, теория синхротронного излучения.
Уже в 1930-е годы он выполнил ряд фундаментальных работ по квантовой механике, квантовой теории твердого тела, квантовой теории поля. Эти работы были опубликованы в авторитетных (высокорейтинговых, в современной терминологии) журналах: Zeitschrift f?r Physik, Nature, Physikalische Zeitschrift der Sowjetunion, ЖЭТФ (в этом журнале в 1932 г. опубликована первая научная работа А.А. Соколова «Задача об ангармоническом осцилляторе в волновой механике»). Его работы тех лет по нейтринной теории света, обменной теории ядерных сил нашли продолжение в современной калибровочной теории взаимодействий элементарных частиц. Статья А.А. Соколова (совм. с Д.Д. Иваненко, 1937) по зарядово-симметричному квантованию дираковского (электрон-позитронного) поля вошла в опубликованный Японским физическим обществом сборник репринтов 15 основополагающих работ по квантовой теории поля, среди авторов которых — П. Дирак, В. Гейзенберг, В. Паули и другие выдающиеся физики.
В 1941 г. он разработал (независимо от В. Гайтлера) квантовую теорию затухания — фундаментальный метод исследования взаимодействий элементарных частиц в области сильной связи. Построил теорию дираковских частиц с ориентированным спином (1945), использованную им для расчета спектра позитрония (1953) и в развитии 4-компонентной теории нейтрино, позволившей дать новую интерпретацию несохранения пространственной четности в слабых взаимодействиях (1958). В конце 1940-х — начале 1950-х годов выполнил (совм. с Д. Д. Иваненко) пионерские работы по квантовой теории гравитации. Разработал оригинальный математический метод использования обобщенных функций в теории поля, развил эффективные приближенные методы решения уравнений математической физики.
С 1948 г. А.А. Соколов развивал с сотрудниками и учениками классическую и квантовую теорию синхротронного излучения (СИ) — мощного электромагнитного излучения релятивистских электронов, движущихся в магнитном поле по круговой орбите в ускорителях (синхротронах) и накопительных кольцах. Это уникальное физическое явление широко используется в различных областях науки и техники. А.А. Соколов получил (совм. с Д.Д. Иваненко, 1948) замкнутую асимптотическую формулу, равномерно описывающую спектр СИ во всей существенной области. В 1949 г. эта формула была независимо (другим методом) получена американским физиком-теоретиком Ю. Швингером, впоследствии неоднократно цитировавшим работу советских авторов. Исследования А.А. Соколова этих лет вошли в написанную совместно с Д.Д. Иваненко монографию «Классическая теория поля» (1949), отмеченную в 1950 г. Сталинской премией. Эта была первая современная книга по теории поля, в которой систематически излагался аппарат теории обобщенных функций, и очень востребованная: ряд известных зарубежных физиков, среди которых лауреат Нобелевской премии И.Р. Пригожин, вспоминали о ней как о своей настольной книге. Ее второе дополненное издание (1951) было переведено на немецкий, китайский и другие языки.
А.А. Соколов предсказал (совм. с И.М. Терновым) фундаментальные эффекты квантовых флуктуаций орбиты электрона в магнитном поле (1953) и радиационной поляризации электронов и позитронов в накопителях вследствие синхротронного излучения (эффект Соколова–Тернова, зарегистрирован в Государственном реестре открытий СССР за № 131 в 1973 г. с приоритетом от 1963 г.). Эти эффекты были экспериментально обнаружены и детально исследованы в крупнейших мировых научных центрах; первый эффект обеспечивает нормальную работу ускорителей и накопителей, а второй используется для получения поляризованных пучков электронов и позитронов высоких энергий. Термин “Sokolov–Ternov effect” и соответствующие ссылки постоянно встречаются в современной мировой научной литературе (в качестве интересного примера можно указать название опубликованной в 2020 г. статьи: Synchrotron-Like Radiation Beyond The Standard Model I: Hunting for new physics with the Sokolov–Ternov effect). Часто цитируются и фундаментальные монографии А.А. Соколова и И. М. Тернова по теории СИ: “Synchrotron Radiation” (Berlin, Akademie-Verlag; New York, Pergamon Press, 1968) и «Релятивистский электрон» (М., Наука, 1974, 1983) [перевод на англ. 2-го изд.: “Radiation from Relativistic Electrons” (New York, AIP, 1986)]. За предсказание и развитие теории указанного эффекта А.А. Соколову была присуждена (совм. с И.М. Терновым) Государственная премия СССР (1976).
В 1970-е годы он инициировал приложение теории СИ к исследованию механизмов генерации гравитационного излучения в лабораторных и астрофизических условиях.
В МГУ А.А. Соколов читал основные курсы по многим разделам теоретической физики, первым в университете начал чтение курса по релятивистской квантовой механике. Прочитал лекции по квантовой теории поля, физике элементарных частиц и теории ускорителей в Бухарестском (Румыния), Йенском (ГДР), Колумбийском (США), Канберрском (Австралия) университетах, научном центре DESY (Гамбург, ФРГ). Как член Всесоюзного общества «Знание» систематически читал научно-популярные лекции, посвященные современным проблемам физики, ряд его лекций был издан в СССР и за рубежом. В течение многих лет он руководил секцией гравитации НТС Минвуза СССР, экспертной группой ВАК СССР, был председателем спецсовета по теоретической и математической физике в МГУ, заведовал редакцией физики издательства «Мир», был членом редколлегии журнала «Известия вузов СССР. Физика».
А.А. Соколов — создатель большой школы теоретической физики. Он подготовил около 50 кандидатов и 20 докторов наук. Опубликовал свыше 200 научных работ, в том числе 15 монографий, учебников и учебных пособий для университетов, изданных в России и за рубежом. Многие его ученики работают в МГУ, вузах России, институтах РАН и АН государств СНГ.
Профессор кафедры теоретической физики А.В. Борисов