Нобелови лауреати – 1958 година

Иля Михайлович Франк

23 октомври 1908 г. – 22 юни 1990 г.

Нобелова награда за физика (заедно с Павел Черенков и Игор Там)

(За откриването и обяснението на ефекта на Черенков.)

Руският физик Иля Михайлович Франк е роден в Санкт Петербург. Той е най-малкият син на Михаил Людвигович Франк, професор по математика, и Елизавета Михайловна (Грациановая) Франк, физик по професия. През 1930 г. завършва Московския държавен университет със специалност физика, където негов преподавател е С. И. Вавилов, по-късно президент на Академията на науките на СССР, под чието ръководство Франк прави опити с луминесценцията и нейното затихване в разтвори. В Ленинградския държавен оптичен институт Франк проучва фотохимичните реакции с оптични средства в лабораторията на А. В. Теренин. В своите изследвания проявява елегантна методика, оригиналност и анализира всестранно експерименталните данни. През 1935 г. въз основа на тази своя работа защитава дисертация и получава степента доктор на физико-математическите науки.

По покана на Вавилов през 1934 г. Франк постъпва във Физическия институт „П. Н. Лебедев“ към АН на СССР в Москва. Вавилов настоява да започне изследвания в областта атомната физика. Заедно със своя колега Л. В. Грошев Франк сравнява прецизно теорията и експерименталните данни, свързани със наскоро открито явление, което се състои в появата на електронно-позитронна двойка при въздействие с гама-излъчване върху криптон.

Някъде по същото време Павел Черенков, един от аспирантите на Вавилов в Института „Лебедев“, започва да изследва синьото светене (наречено по-късно излъчване на Черенков или излъчване на Вавилов-Черенков), появяващо се в пречупващи среди под въздействието на гама-лъчи. Черенков доказва, че това излъчване не е разновидност на луминесценцията, но не може да го обясни теоретически. През 1936-1937 г. Франк и Игор Там успяват да изчислят свойствата на електрона, движещ се равномерно в дадена среда със скорост, надхвърляща скоростта на светлината в тази среда (нещо като лодка, която се движи по водата по-бързо от създаваните от нея вълни). Те откриват, че в този случай се излъчва енергия, а ъгълът на разпространение на възникващата вълна се изразява със скоростта на електрона и скоростта на светлината във въпросната среда и във вакуум.

Един от първите триумфи на теорията на Франк и Там е обяснението на поляризацията на излъчването на Черенков, която, за разлика от случаите на луминесценция, е паралелна на падащото излъчване, а не перпендикулярна. Теорията изглежда толкова успешна, че Франк, Там и Черенков проверяват експериментално някои от нейните предвиждания като наличието на енергетичен праг за падащото гама-излъчване и зависимостта на този праг от показателя за пречупване на средата и от формата на възникващото излъчване (пълен конус с ос покрай посоката на падащото излъчване). Всички тези предвиждания се потвърждават. Като признание за тази своя работа Франк е избран през 1946 г. за член-кореспондент на АН на СССР и заедно с заедно с Там, Черенков и Вавилов е награден с Държавна награда на СССР.

Изследването от Франк за ефекта на Черенков отбелязва началото на продължителния му интерес към влиянието на оптичните свойства на средата върху излъчването на движещи се източници; една от неговите статии за излъчването на Черенков се появява чак през 1980 г. Един от най-важните приноси на Франк в тази област е теорията за преходното излъчване, която формулира заедно със съветския физик В. Л. Гинзбург през 1945 г. Този вид излъчване възниква поради промяната на електрическото поле на равномерно движещите се частици, когато пресичат границата между две среди, притежаващи различни оптични свойства. Макар че тази теория е проверена по-късно експериментално, някои от нейните важни следствия остават непотвърдени по лабораторен път още няколко десетки години.

Освен оптиката сред другите научни интереси на Франк, особено по времето на Втората световна война, можем да посочим ядрената физика. В средата на 40-те години той осъществява теоретични и експериментални изследвания върху разпространението и нарастването на броя на неутроните в уран-графитните системи и по такъв начин допринася за създаването на атомната бомба. Франк обмисля също така експериментално възникване на електрони при взаимодействие между леките атомни ядра, както и при взаимодействие между високоскоростните неутрони и различните ядра.

През 1946 г. Франк организира лаборатория за изследване на атомното ядро в Института „Лебедев“ и става неин ръководител. Като професор в Московския държавен университет от 1940 г. той ръководи до 1956 г. лабораторията за радиоактивни излъчвания в Научно-изследователския институт по ядрена физика към университета.

Една година по-късно под ръководството на Франк е създадена лаборатория за неутронна физика към Обединения институт за ядрени изследвания в Дубна. Там през 1960 г. е задействан импулсен реактор с бързи неутрони за спектроскопични неутронни изследвания. През 1977 г. е създаден нов, по-мощен импулсен реактор.

Колегите му смятат, че Франк притежава задълбоченост и яснота на мисленето, способност да открива същността на нещата с най-елементарни методи, а също така с особена интуиция по отношение на най-трудните за разрешавани въпроси на експеримента и теорията. Неговите научни статии се ценят извънредно заради яснотата и логическата им чистота.

През 1937 г. Франк се жени за Ела Абрамовна Бейлихис, видна историчка. Единственото им дете, Александр, става специалист по неутронна физика.

Франк получава многобройни награди на съветското правителство, включително и Ленинска награда, два ордена Ленин, орден Трудово червено знаме, орден Октомврийска революция, а също така златния медал Вавилов на Академията на науките на СССР. Избран е за академик през 1968 г.

Превод от руски: Павел Б. Николов