Будагову Юлиану Арамовичу исполнилось 80 лет

все статьи
2

25 января 2017

Всем известному в Дубне и очень далеко за ее пределами профессору Юлиану Арамовичу Будагову, главному научному сотруднику Лаборатории ядерных проблем, 4 июля 2012 года исполнилось 80 лет.

В 1955 году, будучи дипломником МИФИ, юный Юлиан Будагов попал в сектор Венедикта Петровича Джелепова. Это полностью определило его судьбу. Все последующие годы деятельности физика-экспериментатора, организатора крупных исследовательских программ и воспитателя школы молодых ученых связаны с Джелеповской Лабораторией ядерных проблем. За это время Юлианом Арамовичем вместе с учениками и коллегами были достигнуты выдающиеся успехи в создании передовой научно-исследовательской техники и получении на ней и других установках важнейших результатов принципиального научного значения.

В 1956-1966 годах на построенных Ю. А. Будаговым с сотрудниками новых по тем временам диффузионной и пузырьковой камерах были выполнены исследования, получившие широкую известность. Так, в диффузионной камере был впервые обнаружен распад отрицательного пиона на электрон и антинейтрино и оценена его вероятность на уровне 10-4, согласующаяся с данными для положительных пионов и предсказанием универсальной V-A-теории слабых взаимодействий. Достоверно зарегистрирован первый случай распада нейтрального пиона на две электрон-позитронные пары, найдены около 30 распадов нейтральных пионов на гамма-квант и электрон-позитронную пару, снята «неудобная» для дисперсионных состояний проблема неравенства действительных частей амплитуд упругого рассеяния вперед П± мезонов на протонах.

В 1962 году на Международном симпозиуме в Дубне по новым достижениям в методике пузырьковых камер была особо отмечена идея Ю. А. Будагова, касающаяся использования камеры в качестве трехмерного резонатора для создания быстроциклирующего детектора. Идея базируется на экспериментальных результатах Ю. А. Будагова и впервые построенном им описании осцилляций давления в жидкости («телеграфное уравнение» в дифференциальной форме).

Результаты исследований на пузырьковой камере неоднократно докладывались в международной аудитории и составили основу многих кандидатских диссертаций молодых ученых из Армении, Азербайджана, Грузии, Белоруссии, Словакии.

В опытах на 1200-литровой пузырьковой камере ЦЕРН (1966-1968) Ю. А. Будагов вносит, по отзывам руководителя эксперимента Д. Канди и начальника отдела К. Рама, ключевой вклад в решение актуальной проблемы физики слабых взаимодействий тех лет. А именно, была измерена вероятность СР-нарушающего распада нейтрального каона на пару нейтральных пионов, выполнено первое измерение вероятности распада нейтрального каона на пару гамма-квантов, обнаружен распад K0L ev и достигнут новый уровень точности в проверке правил отбора по изменениям странности-изотопспина-заряда в слабых распадах нейтральных каонов (K0L lv).

Участвуя также и в нейтринном эксперименте на этой камере, Ю. А. Будагов стал соавтором ряда публикаций и предложения проекта эксперимента на новом в те годы ускорителе У-70 в Протвино. Глубокое знание методики пузырьковых камер и крупный личный вклад в получение новых результатов по физике K0L-мезонов высоко оценены коллегами из ЦЕРН и Франции и составили основу докторской диссертации (1970) Ю. А. Будагова.

Открывшиеся с пуском У-70 возможности привели в 1969-1970 годах Ю. А. Будагова к идее создания в ОИЯИ крупного электронного спектрометра ГИПЕРОН. Он был введен в действие (в сотрудничестве с В. Б. Флягиным и В. М. Кутьиным) при активной поддержке дирекций ИФВЭ, ОИЯИ и лично В. П. Джелепова и Ю. Д. Прокошкина для исследования бинарных процессов и, в перспективе, распадов каонов. Были достигнуты столь высокие точности в измерении углов и импульсов, что это вывело двухплечевой спектрометрический комплекс ГИПЕРОН в редкую категорию missing — mass spectrometer, впервые реализованную в стране. В результате были обнаружены и изучены эффекты экранирования цвета. Л. И. Лапидус и Б. З. Копелиович основательно помогли в интерпретации предсказанных ими эффектов.

Уникальная перспектива экспериментов на УНК сплотила вокруг Ю. А. Будагова крупный коллектив физиков ОИЯИ и стран-участниц для исследований по физике В-мезонов в коллаборации с коллегами из ИФВЭ под руководством А. М. Зайцева в общем проекте МАРС-МЧС.

В эти же 80-е годы Ю. А. Будагов организовывает сотрудничество руководимого им научно-экспериментального отдела множественных адронных процессов ЛЯП (НЭОМАП) с экспериментом ОМЕГА (позже его возглавит Н. А. Русакович) по поиску экзотических мезонов. Это сотрудничество принесло опыт работы в новом диапазоне энергий. Оно позволило научной молодежи отдела (Н. А. Русакович, А. А. Семенов, Ю. А. Кульчицкий, Г. А. Члачидзе, С. Н. Малюков, И. А. Минашвили) обрести умение работать на новой для них крупной электронной установке ОМЕГА — одной из лучших в своем классе в те годы.

В конце 80-х, принимая во внимание задержку с вводом в строй УНК и планы США построить вблизи Далласа Лабораторию сверхпроводящего суперколлайдера (SSC-lab) на 40 ТэВ, Ю. А. Будагов предлагает организовать сотрудничество с американскими коллегами. Заручившись поддержкой А. Н. Сисакяна, а вскоре и директора ОИЯИ Д. Д. Киша, он инициирует приезд в ОИЯИ представительной делегации ученых SSC-lab и ведущих научных центров и университетов США во главе с Дж. Триллингом. На совещании с американской делегацией в дирекции ОИЯИ было принято предложение Будагова — Цыганова о совместном ОИЯИ-SSC-lab сооружении адронного калориметра и 20-тысячетонного стального ярма сверхпроводящего электромагнита для спектрометра SDC (Solenoidal Detector Collaboration).

Вскоре, учитывая беспрецедентный объем планируемого сотрудничества, директора ОИЯИ В. Г. Кадышевский и SSC-lab Р. Швиттерс соглашаются направить Ю. А. Будагова в Даллас. Там он входит в штат SSC-lab, назначается координатором сотрудничества Дубна-Даллас и разворачивает на заводе «Атоммаш», флагмане советского реакторостроения в те годы, подготовку к созданию 20-тысячетонного магнитопровода из 100-тонных блоков, координируя все НИОКР многих специалистов (ОИЯИ, SSC-lab, «Атоммаш», Новолипецкий металлургический комбинат, НИИЧермет и другие) по проекту SDC.

В 1993 году в Дубне прошло инициированное Ю. А. Будаговым совещание по задачам на SSC, которое усилиями В. Г. Кадышевского и А. Н. Сисакяна приняло характер крупной международной конференции.

К огромному сожалению, осенью 1993 года конгресс США закрыл этот уникальный мега-проект, и SSC-Lab прекратила свое существование.

Зимой 1993 года на совещании в Далласе А. Н. Сисакян, Д. Пиплс (тогда директор ФНАЛ, и. о. директора SSC-lab), Д. Беллеттини и Ю. А. Будагов договорились о вхождении отдела Будагова в проект CDF на Тэватроне. А. Н. Сисакян также проинформировал о привлечении этого отдела еще и к программе ATLAS на LHC.

Сложившаяся в программе SDC/SSC-lab команда Ю. А. Будагова практически без промедлений включилась в разработку и создание адронного тайл-калориметра ATLAS. В 1996 году в Барселоне коллаборация ATLAS поручила ОИЯИ изготовить 64 модуля полномасштабного ядерного абсорбера калориметра. Длина одного модуля примерно 6 метров, вес — примерно 21 тонна, а точность сборки — доли миллиметра. Опытное производство ОИЯИ, промышленные и научные центры Белоруссии, Словакии, Чехии, России, Румынии, Испании, Италии, США изготовили основные компоненты, а ОИЯИ уже собрал из них все модули, доставленные в ЦЕРН. Они были состыкованы в полномасштабный калориметр в подземном зале ATLAS в ЦЕРН, где на пучках LHC сейчас идет успешный набор статистики. Крупнейший в истории физики высоких энергий калориметр играет ключевую роль в измерении энергий и направлений частиц и струй, идентификации событий (в том числе с улетевшими нейтрино).

Ряд принципиальных проблем международной научно-технической и промышленной кооперации с предприятиями Словакии и Чехии Ю. А. Будагову, руководителю программ по тайл-калориметру в ОИЯИ, удалось решить с помощью полномочного представителя правительства Словакии в ОИЯИ профессора С. Дубнички. Головоломные транспортные и таможенные трудности сумели преодолеть В. В. Катрасев, В. Г. Башашин, А. С. Щелчков.

В созданном калориметре поражает достигнутая точность: как в сборке 20-тонных клиновидных модулей, так и в их стыковке в подземном зале в 1300-тонную «бочку». Такая точность была обеспечена специальными инструментальными средствами и, главное, талантом инженеров, физиков и техников: Н. Д. Топилина (руководитель), В. И. Коломойца, С. Н. Студенова, М. В. Ляблина, В. Ю. Батусова. В этой работе рождена прецизионная лазерная метрология, составившая впоследствии (опыты М. В. Ляблина, А. Н. Сисакяна, В. Ю. Батусова и Ю. А. Будагова) основу прецизионной метрологии на больших расстояниях. Эти достижения базируются на исследовании распространения лазерного луча в атмосфере и обнаружении новых явлений при его прохождении сквозь воздушную среду со стоячими звуковыми волнами.

Ю. А. Будаговым и М. В. Ляблиным предложена и инструментально реализована принципиально новая методика сверхточной (10-8 рад) регистрации сейсмоэффектов, что, возможно, откроет путь к ранее недостижимым точностям сборки крупномасштабного научно-исследовательского оборудования и гражданских объектов.

Физика тяжелых кварков для НЭОМАП начата с создания в кооперации с группой Д. Беллеттини в Пизе и отправки во ФНАЛ большой партии сцинтилляционных счетчиков из Харьковского пластика, разработанного Б. В. Гриневым с коллегами. Счетчики изготовлены сотрудниками специально организованной Ю. А. Будаговым группы, возглавить которую было поручено И. Е. Чирикову-Зорину. Разработанные им с коллегами технологии и оснастки, яркий украинский пластик и съем света спектросмещающими волокнами дали детекторы с уникальными качествами. Группа ОИЯИ во ФНАЛ десятилетиями «вела» мюонный триггер CDF, обеспечив обильные новые данные по физике c, b, t-кварков. В. В. Глаголев и Г. А. Члачидзе внесли ключевой вклад в наиболее точные (по времени опубликования) измерения массы t-кварка, а группа ОИЯИ удостоилась быть дважды отмеченной за это в бюллетене «FNAL Today» за лучшие результаты.

Творческая активность Ю. А. Будагова в последнее десятилетие значительна и пополнилась новыми направлениями. Теоретические разработки А. Н. Сисакяна по процессам высокой множественности по инициативе Ю. А. Будагова были исследованы на статистике CDF Ю. А. Кульчицким, Ф. Римонди и другими физиками, получены первые экспериментальные данные, необходимые для поиска эффекта термализации.

После завершения крупномасштабных работ по калориметру ATLAS Ю. А. Будагов включился в исследования В. А. Беднякова и М. В. Чижова по поиску кирального Z*-бозона, предсказанного М. В. Чижовым. Получены первые свидетельства в пользу его возможного существования, замеченные научной общественностью ЦЕРН и ОИЯИ.

Когда А. Н. Сисакян начал в ОИЯИ обширные НИОКР по проблематике ILC (ныне это направление возглавляет Г. Д. Ширков), Ю. А. Будагов в 2007 году на совещаниях в дирекции ФНАЛ предложил разработать технологию сварки взрывом (технология Сарова) для соединения трубок из Ti и Nb с нержавеющей сталью. Одобренное П. Оддоне и А. Н. Сисакяном, это направление энергично повел Б. М. Сабиров, внесший много творческих решений. В итоге в Сарове впервые в мире были созданы трубчатые соединения Ti и Nb с «нержавейкой». «Саровцы» были испытаны в Пизе и ФНАЛ при активном участии Б. М. Сабирова и при 1,8 К показали отсутствие течи при чувствительности детектора течи порядка 10-10 торр*литр/сек.

Значительный опыт Ю. А. Будагова в прецизионном восстановлении трехмерных траекторий частиц методами аэрофотосъемки и геодезии в фильмовых детекторах и спектрометрах (диффузионная и пузырьковые камеры ОИЯИ и ЦЕРН, спектрометр ГИПЕРОН) позволили ему указать на перспективность лазерных методов (разработанных М. В. Ляблиным и первоначально примененных для ограниченных задач сборки калориметра АТЛАС). Ю. А. Будагов выдвинул идею их развития для создания нового научного направления: прецизионной лазерной метрологии нового поколения для применения на больших расстояниях в задачах высокоточной сборки крупномасштабных научно-исследовательских установок (типа ILC и CLIC) и инженерно-технических объектов гражданского назначения.

По договоренности Ю. А. Будагова и М. Несси (технический руководитель ATLAS) М. В. Ляблин подготавливает предложение НЭОМАП совместно с группой Ж.-К. Гайде (ЦЕРН) по созданию аппаратно-программной лазерной методики высокоточной установки пучковой трубки внутри установки ATLAS. Это предложение поддержано руководством ATLAS в ОИЯИ и может составить принципиальную научную основу весомого интеллектуального и материально-технического вклада ОИЯИ в долгосрочную программу модернизации установки ATLAS.

Дирекции ОИЯИ и ЦЕРН обсуждают применение лазерных методов, разработанных НЭОМАП, для высокоточной относительной сборки ускорительных секций CLIC при монтаже коллайдера на значительных длинах, где применение методов традиционной геодезии затруднительно.

В заключение нельзя не отметить, что непосредственно под научным руководством Ю. А. Будагова подготовлены и защищены 22 кандидатские диссертации. Вошедшие в них научные результаты были достигнуты в экспериментах на ускорителях ОИЯИ, ИФВЭ, ЦЕРН и ФНАЛ. Всего по тематике исследований, проводимых под научным руководством Ю. А. Будагова, и исследований, руководимых им с коллегами, были защищены 58 кандидатских и докторских диссертаций.

От лица всех друзей и сотрудников Юлиана Арамовича мы с удовольствием поздравляем его с замечательным юбилеем и желаем ему здоровья и неувядающей энергии для реализации его грандиозных научных планов!

В. В. Глаголев, В. А. Бедняков, Н. А. Русакович

Прибор нового поколения

Профессором Ю. А. Будаговым и кандидатом физико-математических наук М. В. Ляблиным был получен патент на интересное и многообещающее изобретение — «Устройство для измерения угла наклона». Такие приборы принято называть инклинометрами (от лат. incline — наклонять), применяются они практически во всех технических областях — от горного дела, архитектуры, транспортных магистралей до определения угла наклона кузова автомобиля при установке сигнализации. Идея создания вышеупомянутого прибора возникла в ходе работ по высокоточному созданию адронного калориметра спектрометра ATLAS. А само изобретение стало прекрасной иллюстрацией, как в ходе подготовки к фундаментальным исследованиям структуры материи возникают технологии и устройства, помогающие создателям больших строительных, космических, исследовательских объектов.

В отчете для Российской Академии наук имеется краткое описание характеристик устройства: «Изобретение относится к области технической физики и может применяться для стабилизации положения на земной поверхности крупногабаритных установок для научных исследований или промышленного оборудования... Чувствительность инклинометра в диапазоне частот 0,3-1 Гц оценивается 5×10-9 радиан». Однако такая формулировка не может отразить ни азарта технического творчества, ни удовлетворения от полученных результатов, не говоря уже о заманчивых перспективах применения прибора и связанной с этим экономией ресурсов и эргономичностью. О подробностях создания, сертификации, характеристиках и результатах мы попросили рассказать Юлиана Арамовича БУДАГОВА.

— Патент оформлялся долго и взыскательно, потому что работа необычная. Вроде бы есть аналоги и прототипы. Но то, что мы сегодня сделали, по крайней мере в 1000 раз точнее лучших мировых экземпляров. Назову цифры. Предыдущее поколение приборов, а это слово уместно, потому что речь идет о новой генерации приборов, измеряло колебания земной поверхности с точностью примерно 1 микрорадиан. Наш прибор имеет чувствительность к гораздо меньшим колебаниям, порядка нескольких нанорадиан. Разница между этими величинами тысячекратная. Фактически применение прибора имеет очень необычную перспективу. Он относится к таким изобретениям, которые сами создают рынок. Это — довольно редкая ситуация!

— Трудно представить, где именно может понадобиться такая чувствительность. Где может применяться ваш прибор?

— При контроле геометрии длинных сооружений типа коллайдера или ускорителей, когда надо выстраивать в линию много однотипных устройств, ускорительных модулей. Может применяться при юстировке положения телескопов большого диаметра, наблюдающих за космическим пространством. Возможно и применение в физике. М. В. Ляблин говорил мне, что сейчас собираются более точно измерить в формуле Ньютона константу G, что существенно для дальних космических перелетов, за улучшенной точностью кроется значительная экономия топлива и вообще точность наведения ракеты. Планируются эксперименты по изучению волновых поверхностных явлений сверхпроводящих жидкостей, и с помощью нашего лазерного прибора можно изучать поведение этих поверхностей. То есть ученые могут найти отклонение от господствующей ныне теории. Физиков интересует, конечно, прежде всего применение в ускорительной технике. Потому что если мы будем знать, как колеблются формирующие элементы ускорителей, так называемые квадруполи, диполи, которые фокусируют пучки навстречу друг другу, то мы повысим интенсивность соударения пучков, что называется светимостью. Это очень важно, за этим тоже стоят время эксперимента, экономия денег и быстрота набора статистики.

— Каким образом был создан этот инклинометр, как возникла идея?

— Идея пришла в голову, конечно, не сразу. Примерно в 1993 году в Далласе был закрыт проект сверхпроводящего суперколлайдера, и мы всей командой в Лаборатории ядерных проблем стали строить адронный калориметр для проекта ATLAS на LHC. Конструкторы и физики, которые проектировали этот калориметр, запланировали высочайшие точности. Чтобы их достичь, М. В. Ляблин предложил идею применить лазерную линию как координатную ось. Это довольно быстро решило все проблемы. В итоге мы собрали все эти калориметры с высокой точностью, и 65 грузовиков из Дубны отправились в ЦЕРН, каждый вез груз в 25 тонн. Можно сказать, что сегодня калориметр ATLAS построен в большой степени благодаря применению нами лазерной методики. Ну а дальше, все-таки мы физики, а не инженеры-строители, стали думать, где и как применить нашу лазерную методику. Очевидное использование — когда предстоит выстроить в ряд на десятки километров много однотипных модулей, нужна реперная линия, координатная ось. Мы решили, что лазерная реперная линия — это то, что надо, и доказали это экспериментально. Сегодня мы имеем идеальную лазерную реперную линию длиной 50 метров. И это не пустые слова, все это сертифицировано, проверено церновским лазерным теодолитом. Оказалось, что точность нашей лазерной линии лучше точности теодолита. И поскольку в мире собираются строить большие коллайдеры, например CLIK или ILC, то можно использовать наш прибор.


В транспортном туннеле ЦЕРН

— Уже есть конкретные предложения?

— Мы думаем о том, чтобы сделать реперную линию длиной 150 метров, это просьба сотрудников ЦЕРН, ответственных за геодезию и метрологию. Кроме того, сейчас в ЦЕРН физики обсуждают проект будущего ускорителя FCC, и мы тоже имеем приглашение принять в нем участие с нашими методиками. Конкретно — нас просят создать еще более длинную, чем 150 метров, лазерную линию для выстраивания ускорительных элементов криомодулей. Вот такова эволюция нашего изобретения. Это не имеет прямого отношения к кваркам, глюонам или бозону Хиггса, но это та техническая культура, которая позволяет сделать шаг вперед в инструментальной точности, фактически метрология нового поколения. Называется это направление исследований — нанометрология макроскопических систем.

Еще одно хорошее событие произошло на днях — главный ученый секретарь ОИЯИ Н. А. Русакович, руководитель ATLAS от ОИЯИ, финансовый координатор ATLAS Ф. Дитус и технический координатор Б. Диджироламо подписали соглашение о сотрудничестве на следующие пять лет, уже утвержденное директором Института академиком В. А. Матвеевым. Таким образом сейчас наша группа одновременно продолжает работу для ATLAS и в то же время участвует в проекте по электрон-позитронным коллайдерам, осуществляемом под руководством главного инженера ОИЯИ член-корреспондента РАН Г. Д. Ширкова.

— Что представляет собой прибор, в чем его особенности?

— Он необычен тем, что лазерный луч прибора, стоящего на земле, отражается от жидкости. При землетрясении — не таких катастрофических, как Фукусима, конечно, при обычных землетрясениях, которые постоянно происходят и сопровождают работу любого ускорителя, — поверхность жидкости остается горизонтальной в силу гравитации. То есть образуется реперное зеркало, поверхность которого всегда горизонтальна относительно поверхности Земли. Луч лазера отражается от этой поверхности, испытывая угловые колебания, которые нами и регистрируются. Конечно, мы используем специальные жидкости, с нужной плотностью, вязкостью, диэлектрической постоянной, подбираем кюветы нужного диаметра и глубины.

— За такими сложными работами, как правило, стоит труд большого коллектива. Тем не менее, чей вклад в изобретение оказался наиболее весомым?

— Прежде всего это мой коллега М. В. Ляблин, талантливый человек и прекрасный экспериментатор. Из инженеров я бы выделил С. Н. Студенова, он давно работает с нами, замечательный специалист, который помогает практически во всем. А если говорить об отношении к нам со стороны дирекции лаборатории, то оно стопроцентно положительное. Более того, директор ЛЯП В. А. Бедняков посоветовал нам поставить наш прибор на испытания не на несколько часов, а на месяцы, и мы это сделали. Наш прибор уже несколько месяцев пишет колебания почвы в ЦЕРН, и благодаря этой интересной идее мы столкнулись с целым каскадом новых явлений, которые заставляют нас по-новому взглянуть на поведение поверхности Земли и на то, как поверхность земли отзывается на колебания мирового океана.

— Что же такого интересного вы увидели?

— Мы, находясь в Женеве, видим землетрясения в Сибири. Или, например, — это не опубликовано, но есть факт, — мы видим, как работает огромный туннелепроходческий комбайн, который роет тоннель в Европе. Проходческий щит вращается с периодом 11 секунд, и наш прибор это фиксирует. Мы не спешим с «рекламой», потому что хотим продолжить чисто физические исследования. Работа сделана в ОИЯИ, получен российский патент, и это самое главное. В настоящее время в Издательском отделе готовятся публикации большой группы авторов из ОИЯИ и ЦЕРН с подробным описанием результатов продолжительных исследований колебаний поверхности.

Галина Мялковская