ПРОВОДНИКИ СВЕРХПРОВОДИМОСТИ

В этом году ФИАН, знаменитый Физический институт Российской академии наук имени Лебедева, отмечает свое официальное 90-летие, хотя реально это старейший научно-исследовательский центр страны, практически ровесник РАН, с учреждением которой физика в России получила полноправный статус самостоятельной науки. История ФИАНа — неотъемлемая часть истории познания, множество судьбоносных открытий, единственный российский институт, где работали семь лауреатов Нобелевской премии. И существенная часть этой истории (при том, что большая наука не имеет географических границ) так или иначе связана с Уралом и уральцами. Достаточно сказать, что 11 лет, с 2004 по 2015 годы, ФИАНом руководил основатель научного направления сильноточной электроники и импульсной электрофизики академик Геннадий Месяц, перед этим возглавлявший Уральское отделение РАН, которое он организовал. Одна из ярких страниц летописи ФИАНа последних лет — создание здесь уникального Центра высокотемпературной сверхпроводимости и квантовых материалов, носящий имя его инициатора, нобелевского лауреата академика Виталия Гинзбурга. Возглавляет Центр, где получают результаты мирового класса, уроженец Челябинска и выпускник одной из общеобразовательных школ города Златоуста, член-корреспондент РАН Владимир Пудалов. А значительную часть теоретической поддержки этих результатов осуществляют ученые Института электрофизики УрО РАН (Екатеринбург) во главе с академиком Михаилом Садовским, окончившим в ФИАНе аспирантуру.

Проблема возможности достижения высокотемпературной сверхпроводимости (ВТСП) при комнатных температурах, использование которой практически сулит человечеству огромную экономию электроэнергии, занимала физиков давно. Одни считали невозможным подобное использование в принципе, другие напротив — горячо поддерживали такую идею. К числу вторых принадлежал Виталий Лазаревич Гинзбург, активно пропагандировавший ее еще с конца 1960-х годов, когда в профессиональной среде по отношению к ней царил повальный скептицизм и звучали насмешки. И так вышло, что во второй половине 1980-х, после ряда открытий, подтверждающих шанс идею осуществить, своеобразным лидером по исследованиям ВТСП в СССР стал Свердловск, будущий Екатеринбург — прежде всего благодаря энтузиазму будущего члена-корреспондента АН зав. отделом Института физики металлов Бориса Гощицкого и будущего академика Михаила Садовского, у которого с Гинзбургом сложились прекрасные профессиональные и человеческие отношения. Здесь активно ставились плодотворные эксперименты, писались хорошие статьи. Что интересно, тогда в стране публикации об этом не приветствовались и неоправданно засекречивались. И тут, как вспоминает в своей книге «Годы, люди, наука и жизнь» М.В. Садовский, большую роль сыграл академик Г.А. Месяц, уже возглавивший УрО РАН и вновь созданный в Свердловске Институт электрофизики: «Понимая всю нелепость этой ситуации, он сумел договориться с «Обллитом» (подразделение «Главлита», осуществлявшего в Советском Союзе цензуру — ред.), что они «закроют глаза» на наши публикации в издававшемся у нас же журнале «Физика металлов и металловедение». Так что не только результаты по высокотемпературной сверхпроводимости (ВТСП), но и первые публикации на эту тему в СССР появились у нас, а не в Москве». За работы по этой тематике в 2002 году Б.Н. Гощицкий и М.В. Садовский получили премию РАН им. А.Г. Столетова, а в 2016-м Михаил Виссарионович первым удостоен золотой медали Академии имени В.Л. Гинзбурга.

В 2006-м, за три года до ухода Виталия Лазаревича, вышла его книга «О сверхпроводимости и сверхтекучести», где в списке обозначенных важнейших проблем («физическом минимуме») создание комнатно-температурных сверхпроводников значится под вторым номером после управляемой термоядерной реакции. И Нобелевский лауреат успел приложить максимум усилий, чтобы приблизить осуществление своей мечты и организовать в ФИАНе масштабную экспериментальную деятельность в этом направлении. Возглавить работы он предлагал нескольким ученым, но они отказались, скорее всего, опасаясь необходимости огромных организационных усилий с непонятной перспективой. Согласие, после некоторых сомнений, дал будущий член-корреспондент РАН Владимир Пудалов, до этого 20 лет плодотворно работавший в области физики сильно коррелированных электронных систем, сделавший в этой области ряд открытий и практически «из ничего», в тяжелейшие для нашей науки годы создавший в ФИАНе активно работающую лабораторию. Сомнения, как он вспоминает, состояли в том, что ему предлагалась хотя и смежная, но «не его» область: «Конечно, я был в курсе научной и практической важности проблемы… и знал, что эта «суперзадача» уже вышла за рамки фантазии… Но одно дело — это сверхпроводимость при 110 °К или 130 °К (Кельвин, базовая единица температуры в Международной системе единиц — ред.), а другое — при комнатной, т.е. в 3 раза более высокой температуре!». С другой стороны, он уже и сам искал для себя новую, желательно масштабную тематику, кроме того, ему было ясно, что «надо возрождать и резко повысить интенсивность и масштаб работ по высокотемпературной сверхпроводимости в ФИАН, иначе это направление просто зачахнет. Так что на следующий день я позвонил ВЛ и сказал «согласен»». И, как показало время, он не ошибся в своем решении. При том, что работа предстояла по-настоящему масштабная, в высшей степени непростая и требующая полной отдачи. Гинзбург написал два письма Президенту РФ В.В. Путину, в первом из которых подчеркивал, что «советские и российские физики получили всего 6 (к тому времени — ред.) Нобелевских премий. И три из них (Л.Д. Ландау, П.Л. Капица и мы с А.А. Абрикосовым) получены за работы в области низких температур, в которой сверхпроводимость — это главное и, если угодно, центральное явление.» И что, соответственно, в России развивать именно это направление более чем правильно и логично. Продвигать эти обращения по инстанциям помогал тогдашний министр образования и науки Андрей Фурсенко. Все подготовительные дела легли на плечи Владимира Пудалова и его ближайших коллег. Наконец, в 2009 году вышло соответствующее постановление Правительства, легитимизирующее работы по созданию новой лаборатории. Активно способствовал этому академик Месяц, уже возглавивший ФИАН. Именно он придумал, где можно ее разместить: в корпусе № 10, в котором прежде была лаборатория нейтронной физики Ильи Франка, затем его арендовал Институт ядерных исследований, что к тому времени стало неактуальным, и резко ускорил подготовку к соответствующему заседанию Правительства. В результате огромных организационных усилий, полной реконструкции помещения, тщательного подбора кадров, поездок за опытом в ведущие мировые центры (подробно об этом В.Л. Пудалов написал в книге «Виталий Гинзбург в воспоминаниях друзей и современников»), лаборатория была создана, хорошо оснащена, а затем на ее основе сформировался Центр высокотемпературной сверхпроводимости и квантовых материалов, который более чем заслуженно носит имя В.Л. Гинзбурга. И это — реально передний край современной физики, открывающий перед мировой, и прежде всего отечественной энергетикой потрясающие перспективы. Главное, что сделано сотрудниками Центра за годы работы в кооперации с коллегами из разных стран и городов — получены убедительные доказательства осуществимости сверхпроводимости при комнатной температуре, которая прежде лишь предсказывалась. Со стороны теоретиков справедливость этих доказательств подтверждена академиком М.В. Садовским. Здесь же решают две проблемы, мешающие широкому применению сверхпроводимости: чрезвычайная дороговизна изготовления существующих для нее материалов и необходимость их охлаждения. В этой области сотрудники Центра сосредоточились на сверхпроводниках нового класса — на основе так называемых пниктидов железа, особые свойства которых могут быть использованы при создании токонесущих проводов по более дешевой технологии, чем имеющаяся. Уже синтезировано большое число сверхпроводников нового класса, разработаны физико-химические основы технологии синтеза пниктидов, ориентированной на промышленное изготовление, вместе с коллегами из Высокотехнологического научно-исследовательского института неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара созданы лабораторные образцы проводов на основе пниктидов методом «порошок в трубе». Пока дорогостоящие исследования в ФИАНе по данной проблеме не дошли до промышленного производства ВТСП проводов и еще не приносят финансовой отдачи, но это — дело времени. И очень важна поддержка этих исследований преемником Г.А. Месяца — теперешним директором института членом-корреспондентом РАН Н.Н. Колачевским. Теоретическое сопровождение экспериментов, наряду с коллегами из других городов и научных центров, по-прежнему осуществляют сотрудники лаборатории теоретической физики Института электрофизики УрО РАН, которой руководил Михаил Садовский. Теперь ее возглавляет доктор наук Эдуард Кучинский, активно участвует в работе член-корреспондент РАН Игорь Некрасов. Так что новая энергетика продолжает создаваться совместными усилиями уральцев и москвичей.