80 лет Борису Николаевичу Швилкину

В сентябре 2016 года исполнилось 80 лет ведущему научному сотруднику кафедры физики полимеров и кристаллов доктору физико-математических наук Борису Николаевичу Швилкину.

Первая научная работа, выполненная им на кафедре электроники под руководством доцента Георгия Сергеевича Солнцева и опубликованная в журнале «Радиотехника и электроника», была посвящена изучению времен формирования и статистического запаздывания газового разряда и их изменению под действием внешнего воздействия. Эти времена играли существенную роль в работе так называемых ВИРов (вакуумный импульсный разрядник) — устройств, применяемых в то время при взрывах атомных зарядов. Статистическое запаздывание, определявшее нестабильность срабатывания этих устройств, было крайне нежелательным процессом. Разработчики ВИРов тогда не знали, как устранить этот дефект, и это грозило им большими неприятностями, о чем Борис Николаевич позднее написал в «Литературной газете» №50 за 2002 год в статье «Я дам тебе статистическое запаздывание!».

С 1960 по 1963 год после окончания физического факультета Б.Н. Швилкин работал в Научно-исследовательском институте вакуумной техники им. С.А. Векшинского (НИВИ). Там им был разработан прибор «Анализатор нейтральной компоненты» (АНК) — время-пролетный масс-спектрометр. Прибор был внедрен на установки Токамак-2 и Токамак-3 в секторе Натана Ароновича Явлинского и Стелларатор в секторе академика Евгения Константиновича Завойского Института атомной энергии им. И.В. Курчатова. Проведенные Борисом Николаевичем исследования, опубликованные в 1962 году в журнале «Nuclear Fusion», показали, что со стенок разрядных камер термоядерных установок в плазму поступают примеси, приводящие к огромным потерям энергии плазмы. Источником примесей были микроразряды со стенок, где протекали каталитические химические реакции. Это не позволяло надеяться на получение сколько-нибудь высоких температур плазмы.

В 1963 году Б.Н. Швилкин поступил в аспирантуру физического факультета. Здесь под руководством доцента Аркадия Андреевича Зайцева он проводил экспериментальные исследования волновых движений в плазме газового разряда. Им было обнаружено самопроизвольное возбуждение ионно-звуковых волн, изучены их свойства. Изучен закон дисперсии ионно-звуковых волн и самовозбуждающихся ионизационно-диффузионных волн (бегущих страт).

В последующие годы Б.Н. Швилкиным проводились работы по исследованию неустойчивостей гелий-неоновых и аргоновых лазеров и их влиянию на выходное излучение. Изучались типы колебаний в активных элементах ОКГ, были даны рекомендации, позволившие создать малошумящие лазеры с комбинированной накачкой. Им был предложен способ подавления бегущих страт при использовании разрядных трубок конической геометрии.

Большой цикл работ был выполнен Б.Н. Швилкиным и его аспирантами по изучению плазмы в магнитном поле. Изучалась дрейфово-диссипативная неустойчивость, которая является существенным препятствием на пути осуществления управляемой термоядерной реакции. Наблюдение за ее возникновением и развитием на полномасштабных термоядерных установках сложно и даже практически невозможно. Однако это оказалось возможным на модельных экспериментальных установках в бестоковой газоразрядной плазме с градиентом плотности, перпендикулярным магнитному полю. В них может развиваться дрейфово-диссипативная неустойчивость, для которой в зависимости от конкретных условий возможно возникновение четырех ее разновидностей: дрейфовой, ионно-звуковой, низкочастотной дрейфовой, а также неустойчивости разреженной плазмы. Существенную роль в их возникновении играют действие эффектов инерции ионов, конечности ионного ларморовского радиуса, а также в случае малой плотности электронов — отступление от квазинейтральности в возмущениях. В указанных работах были изучены эти неустойчивости, предложены способы их подавления (см. обзор: А.В. Тимофеев, Б.Н. Швилкин. Дрейфово-диссипативная неустойчивость неоднородной плазмы в магнитном поле. УФН, т. 118, №2, 1976).

В процессе изучения дрейфово-диссипативной неустойчивости был разработан способ экспериментального определения дебаевского радиуса — существенной характеристики любой плазмы — минимальный размер области ионизации газа, начиная с которого газ можно считать квазинейтральной плазмой (Б.Н. Швилкин. Об измерении дебаевского радиуса в неустойчивой газоразрядной плазме. УФН, т. 168, №5, 1998).

Для плазмы в магнитном поле были разработаны также новые способы определения ряда параметров плазмы: радиального электрического поля по известным характеристикам волн, величины неквазинейтральности колебаний и флуктуаций электрического заряда в волне, а при низких концентрациях заряженных частиц — еще и температуры электронов.

Наряду с разработкой методик определения параметров низкотемпературной газоразрядной плазмы в однородном магнитном поле в лаборатории были разработаны также способы определения параметров плазмы в немонотонно меняющемся в пространстве магнитном поле. По измеренному профилю линии циклотронного поглощения электромагнитной волны и коэффициентам прохождения и отражения волны в неоднородном магнитном поле определялись температура и концентрация плазмы. Позднее эта методика была внедрена для измерения параметров на термоядерной адиабатической ловушке «Огра» в Институте атомной энергии в секторе Игоря Николаевича Головина.

В последние годы Б.Н. Швилкин изучал аномальные явления в конденсированных средах. Ряд его статей, совместных с Михаилом Евгеньевичем Герценштейном, посвящен актуальным проблемам физической экологии: глобальному потеплению, безопасности атомной и термоядерной энергетики, возможности создания чистой солнечной энергетики.

Изучались проблемы при взрывах проволочек при малых напряжениях. Удалось смоделировать процессы при вулканических и атомных взрывах. Создана лабораторная модель шаровой молнии (Н.А. Мискинова, Б.Н. Швилкин. О прохождении плазмоида через стекло. УФН, т. 185, №12, 2015). Показано, что образующиеся при взрывах проволочек светящиеся плазмоиды могут проникать в помещения через оконное стекло при наличии в стекле микротрещин. Обнаружено, что на катоде при однократных взрывах проволочек возникают горячие кумулятивные струи, плавящие металл и образующие хорошо проводящие протяженные каналы на нем. Разработан способ управления направлением каналов. Показано, что кумулятивные струи позволяют сваривать металлические пластины с образованием протяженных сварных швов произвольной геометрии. Этот тип сварки получил название «шовная импульсная сварка», и на него выдан патент РФ.

По результатам работ Б.Н. Швилкина получено 33 патента РФ. Среди них — патент на определение концентрации электроотрицательных атомов в воздухе, позволяющий регистрировать примеси атомов на уровне 106 частиц в кубическом сантиметре. В одном из патентов предлагается совсем недорогое устройство, поглощающее выхлопы газов и канцерогенных частиц из двигателей внутреннего сгорания. Такое устройство вполне можно установить на выхлопной трубе автомобиля (см. научно-популярный журнал «Техника — молодежи», №8, 2012).

Научные интересы Б.Н. Швилкина очень разнообразны. Занимаясь вопросами астрофизики, он получил эмпирическую формулу для универсальной физической постоянной — постоянной тонкой структуры, которая в настоящее время измеряется с точностью до девятого знака, а расчетное значение отличается от него только в восьмом знаке. Ему удалось также показать, что Вселенная могла возникнуть из пи-мезона (УФН, Трибуна, №6, 2013).

Наряду с научной деятельностью Б.Н. Швилкин проявил себя на литературном поприще. Им написано много статей в центральных и московских газетах таких, как «Литературная газета», «Независимая газета», «Вечерняя Москва» и других. Он участник совместного проекта РАН и «Литературной газеты», в разделе «Наука» он вел рубрику «Приключения паганелей». Большое значение Б.Н. Швилкин уделяет популяризации научных достижений, просто и понятно объясняя как результаты своих исследований, так и достижений мировой науки в таких журналах как «Техника — молодежи», «Химия и жизнь». Им написаны книги о создателях атомного щита России «Зона особого назначения: Из жизни создателей атомного оружия в СССР» и «Рассказы университетского профессора» (с предисловием лауреата Нобелевской премии академика В.Л. Гинзбурга) –невыдуманные истории из жизни известных представителей российской творческой интеллигенции конца XIX — середины XX века. Борис Николаевич регулярно публикуется на страницах нашей газеты — «Советского физика».

Отличительные черты Бориса Николаевича — неиссякаемый оптимизм и неподдельный интерес ко всем отраслям науки и научной жизни, которыми он заряжает окружающих, широта научных и литературных интересов.

Друзья и коллеги Бориса Николаевича Швилкина поздравляют его со славным юбилеем и желают ему крепкого здоровья и новых замечательных достижений в науке и литературном творчестве.

Назад