19 лет назад, в 1998 году, в Институте теоретической и экспериментальной физики была учреждена Международная премия имени И. Я. Померанчука. Она ежегодно вручается двум выдающимся физикам-теоретикам — одному российскому и одному зарубежному — и является одной из наиболее признанных в мире российских научных премий.
В 2017 году комитет премии объявил лауреатов этого года. Ими стали:
— профессор Юрий Моисеевич Каган (НИЦ «Курчатовский институт») за фундаментальный вклад в развитие кинетической теории газов и теоретические исследования конденсированных сред и взаимодействия излучения с веществом;
— профессор Игорь Клебанов (Принстонский университет, США) за выдающийся вклад в установление связи между калибровочными теориями поля и гравитационными наблюдаемыми, которая изменила наш подход к теории элементарных частиц и позволила использовать дуальность как эффективный инструмент исследования различных физических проблем, от физики тяжелых ионов до статистической механики.
О научном вкладе лауреатов ТрВ-Наука рассказали их коллеги.
Профессор факультета физики University of Massachusetts Amherst (США) Николай Прокофьев:
Работая над задачами, имевшими важное прикладное значение для раз-деления изотопов, Ю. М. Каган выполнил цикл исследований по кинетической теории газов во всем диапазоне давлений от кнудсеновского режима до гидродинамического. Продолжени-ем его деятельности в области молеку-лярной физики было создание кинети-ческой теории газов с вращательными степенями свободы. Введение в теорию наряду с вектором скорости вектора вращательного момента радикально изменило всю структуру классической кинетической теории газов.
Совместно с Л. А. Максимовым им была построена общая теория явлений переноса во внешних полях, позволившая, в частности, объяснить при-роду известного еще с 1930-х годов эффекта Зенфтлебена (изменения кинетических коэффициентов незаряженного газа в магнитном поле). Эти работы легли в основу нового направления физической кинетики, быстро приобрели статус классических; новый вектор в уравнениях газовой динамики, составленный из векторов скорости и вращательного момента, получил на-звание «вектора Кагана».
Интересно, что предсказанное теорией выстраивание вращательных моментов в потоке газа при наличии градиента температуры было непосредственно измерено экспериментально в Лейденской лаборатории через 25 лет после теоретического предсказания.
Придя в Институт атомной энергии, Ю. М. Каган включился в исследования в новой для себя области — теории взаимодействия излучения с кристаллами. Он построил последовательную теорию эффекта Мёссбауэра для регулярных и примесных кристаллов, предсказав при этом существование квазилокальных уровней в фононном спектре кристаллов с дефектами и ряд аномалий в температурном поведении термодинамических и кинетических величин. Все эти особенности, как и сами квазилокальные моды, были найдены экспериментально.
В области взаимодействия излучения с кристаллами работы Ю. М. Кагана (совместные с А. М. Афанасьевым) положили начало новому направлению исследований на грани между ядерной физикой и физикой твердого тела — теории коллективных когерентных эффектов при ядер-ном резонансном взаимодействии в кристаллах. Одним из центральных результатов теории стало предсказание эффекта подавления неупругих каналов ядерной реакции, когда кристалл при определенных условиях становится почти прозрачным для гамма-квантов и нейтронов.
Это явление (эффект Кагана — Афанасьева) в дальнейшем было обнаружено экспериментально. В теории возникло новое представление о делокализованных по кристаллу ядерных экситонах. Этот цикл работ отмечен Государственной премией СССР (1976 года). Идеи, разработанные Юрием Моисеевичем в этой теории, оказались плодотворными и для решения ряда задач из смежных областей. Они позволили завершить построение классической теории дифракции рентгеновских лучей, включив в нее температуру и колебания атомов.
Работы Ю. М. Кагана в существенной степени способствовали тому, что в этой области физики отечественные исследования завоевали и сохраняют до настоящего времени лидирующее положение в мировой науке.
Профессор кафедры «Теоретическая астрофизика и квантовая теория поля» МФТИ, и.о. вед. науч. сотр. ИППИ РАН Александр Горский:
Голографическая дуальность еще не вошла в учебники, но, вне всякого сомнения, это произойдет достаточно скоро по историческим меркам. Суть дуальности состоит в следующем: предположим, что у нас есть сложная система с сильным взаимодействием — «черный ящик», и мы задаемся вопросом, что находится внутри черного ящика.
Содержимое черного ящика создает поля вокруг него, например гравитационное поле. Можно ли, изучая движение и динамику пробного объекта вне черного ящика, понять, что находится внутри него? Мы знаем из главы школьного учебника, где рассказано про опыт Резерфорда, что такая постановка задачи может привести к успеху. Так удалось понять структуру атома.
Давайте предположим, что внутри черного ящика — наша Вселенная. Чтобы можно было изучать пробник вне Вселенной, нужно добавить по крайней мере одну координату, поэтому мы начинаем изучать более многомерное пространство — как минимум пятимерное. Оказывается, что, рассматривая пробную струну для «опыта Резерфорда с нашей Вселенной» в пятимерии, можно сказать очень многое про устройство нашего мира.
Идея голографической дуальности оказалась исключительно эффективной и применяется сейчас в самых разных разделах физики там, где другие подходы не работают. Игорь Клебанов внес исключительно важный вклад в формулировку голографической дуальности и ее приложения к калибровочным теориям.