Никакие научные открытия не совершаются без должной доли энтузиазма. А для этого нужны люди, всецело увлеченные своей работой и готовые к экспериментам, несмотря на возникающие сложности.

История знает немало примеров, когда совокупность этих факторов давала результат, и изобретение стохастического охлаждения можно отнести сюда же. Разработка принадлежит группе наших соотечественников из новосибирского Института ядерной физики, и именно благодаря их настойчивости сейчас в распоряжении ученых есть установки для получения пучков многозарядных ионов и поляризованных дейтронов, а также ускорители заряженных частиц, в том числе Большой адронный коллайдер.

Чтобы разобраться в изобретении, которое создали азартные молодые ученые из новосибирского академгородка, надо полюбить физику, как любили ее они.

Один из тех, кто приложил руку к изобретению, член-корреспондент РАН, академик РАН Василий Пархомчук писал: «<…> Физико-математическая школа, Новосибирский государственный университет, Институт ядерной физики привели меня в аспирантуру к Г. И. Будкеру. В 1962 году Будкер с вдохновением рассказывал о применении метода столкновения встречных пучков протонов или электронов для изучения их структуры. Для простоты понимания он сравнил частицы с паровозами, мчащимися навстречу друг другу почти со скоростью света. После такого мощного столкновения все внутренние элементы частиц (паровозов) разлетятся во все стороны, и их можно будет разглядывать по отдельности. Так я и начал заниматься электронным охлаждением – экспериментально проверять новую идею фокусировки пучков тяжелых частиц, сформулированную Г. И. Будкером».

Дорога к созданию функционирующей установки оказалась весьма сложной, но ученые все же сумели реализовать идею на практике. Труды увенчались успехом, а физики удостоились высокой награды – Государственной премии РФ.

Василий Пархомчук: «Это была технически и научно сложная задача. То, что ее можно решить, в то время не казалось таким очевидным, как сейчас, спустя десятилетия. Наверное, поэтому никто в мире не решался начать эти работы, и только в ИЯФ СО РАН благодаря интуиции старшего поколения и энтузиазму молодых ученых стало возможным преодолеть множество встававших на пути создания работоспособной установки проблем и в конце концов добиться успеха».

Для нас же с вами – дилетантов – важнее знать не как, а что. Нам подавай результат, что дает эта установка нам, простым людям. За что они бьются, спорят, не спят ночей, шевелят, как говорится, мозгами, чтобы в конце концов воскликнуть легендарное архимедовское: «Эврика!»?

Объясняем. Метод электронного охлаждения имеет высокую важность не только для науки: он важен для медицины, в частности, в онкологии. Один из основных методов борьбы с опухолями – рентгенотерапия. При применении высокоэнергичного пучка ионов по мере того, как он снижает скорость при попадании в тело пациента, ионизация увеличивается, а на зону опухоли обрушивается максимальный «удар». Электронное охлаждение делает пучок маленьким и дает возможность его фокусировать, направляя на опухоль из различных положений. В результате повышенная плотность излучения концентрируется на ней, а воздействие на здоровые ткани сводится к минимуму.

На сегодняшний день эксперименты по лечению онкобольных с использованием соответствующей методики проводятся в разных клиниках мира, в том числе в китайском Институте современной физики, где применяют сконструированный в ИЯФ СО РАН комплекс с двумя установками электронного охлаждения. Устройство позволило продлить жизнь сотням пациентов, которые в ином случае были бы обречены. 

Что касается конкретно работ ИЯФ, институт сконструировал ряд накопителей для Германии, КНР, Швейцарии, а также принимал участие во внедрении метода электронного охлаждения в США, Швеции и Японии. Самый очевидный пример – Большой адронный коллайдер, работа которого невозможна без применения метода электронного охлаждения: установка для накопления ионных пучков на этом устройстве тоже создана в ИЯФ СО РАН. 

Подробнее