EN

Поздравляем!
(75 лет В.Б.Брагинскому)

3 августа 2006 года исполнилось 75 лет Владимиру Борисовичу Брагинскому, выдающемуся российскому ученому и педагогу. Уже более 50 лет он успешно работает на физическом факультете МГУ, являясь создателем и руководителем научной группы «Прецизионные и квантовые измерения».

Владимир Борисович Брагинский закончил физфак МГУ в 1954 году, был оставлен на работу в должности старшего лаборанта, затем стал ассистентом, старшим научным сотрудником, профессором, в настоящее время – главный научный сотрудник кафедры физики колебаний.

Вторая половина 20-го века отмечена интенсивным развитием известных и созданием новых, в том числе новых квантовых методов измерений, а также развитием теории квантовых измерений. Исходной работой, определившей направление исследований В.Б.Брагинского, можно считать его статью в ЖЭТФ [53, 1434 (1967)], в которой был описан эксперимент по обнаружению отклика осциллятора на внешнее воздействие, изменяющее его энергию на величину, малую по сравнению с его равновесной тепловой энергией (kT). Этот результат был достигнут благодаря значительному увеличению времени релаксации осциллятора. В этой же статье было приведено доказательство существования ранее неизвестного предела чувствительности в экспериментах с пробными объектами (электромагнитными и механическими осцилляторами, свободными массами). За этим пределом, имеющим чисто квантовое происхождение, в научной литературе закрепилось название "стандартный квантовый предел" (СКП, английская транскрипция - SQL), являющееся сейчас общепризнанным. Понижение порога обнаружения внешнего воздействия и, соответственно, достижение СКП возможно при уменьшении связи пробного объекта с термостатом, т.е. диссипации (трения). Иными словами, необходимо увеличивать добротность осцилляторов или время релаксации свободных масс. Изложенный результат послужил основанием следующих трех основных направлений исследований: разработка и создание систем с малой диссипацией, разработка и реализация новых методов измерений на основе таких систем, развитие теории квантовых измерений.

Из работ выполненных В.Б.Брагинским (более 200 статей, индекс цитирования - 4700) упомянем здесь наиболее яркие и результативные:

  • 1971 год: подтверждена справедливость принципа эквивалентности на уровне 10-12 (результат, который остается непревзойденным); экспериментально установлено равенство модулей зарядов электрона и протона на уровне 10-21 и отсутствие свободных кварков в макрообъектах (с массой больше милликеновской на 7 порядков), что послужило основой глюонной модели барионов.
  • 1977 год: предложены и обоснованы принципы квантовых неразрушающих измерений – КНИ (в английской транскрипции Quantum NonDemolition - QND), позволяющих преодолеть СКП. Этот новый принцип квантовых измерений во второй половине 80-х был успешно продемонстрирован в оптических опытах в ряде лабораторий Франции и США.
  • 1987 год: предложены и созданы диэлектрические резонаторы СВЧ диапазона из сапфира с модами типа "шепчущая галерея", в них достигнута добротность, превышающая 109. Эти резонаторы успешно используются во вторичных стандартах частоты, для дальней спутниковой навигации и в радиоастрономии.
  • 1989 год: предложены и реализованы оптические микрорезонаторы, также с модами типа "шепчущая галерея", с добротностью 3 108, которые позднее нашли применение в опытах по исследованию квантово-электродинамических эффектов и в различных оптоэлектронных устройствах.
  • 1992 год: начата совместная работа с Калифорнийским Технологическим Институтом, поддерживаемая специальным грантом NSF США. Ее целью явилось участие группы ученых физического факультета под руководством Брагинского В.Б. в разработке лазерных гравитационно-волновых антенн (проект LIGO). В 2005 году 2 антенны первого поколения начали поиск гравитационного излучения. Совместная работа над созданием детекторов следующих поколений, чувствительность которых должна достичь СКП и превзойти его, используя КНИ, идет в настоящее время.

    В процессе данной работы группой под руководством В.Б.Брагинского были получены результаты, имеющие принципиальное значение не только для проекта LIGO, но и для физики в целом:

  • В.П.Митрофановым создан уникальный подвес оптических зеркал в резонаторе Фабри-Перо (основной элемент гравитационно-волновой антенны), выполненный из кварцевых нитей. В этом подвесе достигнута добротность 108 в маятниковой и струнной модах (время релаксации маятниковых колебаний – более 5 лет), что позволяет превзойти уровень чувствительности, соответствующий СКП.
  • С.П.Вятчаниным предложен новый класс квантовых измерений (вариационные измерения), которые, так же как и КНИ, позволяют достичь чувствительности, превышающей СКП, но с использованием координатных наблюдаемых (в отличие от принципа КНИ).
  • С.П.Вятчаниным и М.Л.Городецким проведен анализ вклада в суммарный уровень равновесных тепловых флуктуаций термоэластического и терморефрактивного шумов. Этот анализ показал необходимость существенного изменения оптической конфигурации в LIGO, и это изменение запланировано на втором этапе реализации проекта (Среди специалистов по гравитационно-волновой астрономии термоэластический шум получил название «шум Брагинского»).
  • Ф.Я.Халили предложены и проанализированы качественно новые топологии оптической системы лазерной гравитационной антенны, которые позволяют использовать принципы КНИ и, тем самым, превзойти СКП. Эти топологии основаны на использовании внутрирезонаторных измерений и метода «оптического рычага».
  • И.А.Биленко обнаружены избыточные (не теплового происхождения) механические шумы в стальных нитях, используемых сейчас в качестве подвесов зеркал. Это привело к коррекции в выборе нитей уже на первом этапе LIGO.

    В настоящее время группа В.Б.Брагинского, получившая статус научной школы, продолжает эти исследования и расширяет поле своей деятельности за счет применения достигнутых результатов в новых областях. Так, высокодобротные осцилляторы и оптические микрорезонаторы оказались востребованными в нанотехнологических процессах и устройствах, столь популярных сегодня, а методы квантово-невозмущающих измерений вовсю используются в квантовой криптографии. Группа состоит из 3 профессоров, 2 доцентов, 4 научных сотрудников, студентов и аспирантов.

    Сохранять высокий уровень теоретических, и в особенности экспериментальных исследований группы позволяют гранты РФФИ и Минпромнауки РФ (общая сумма около 1.5 млн. руб. в год), а также упомянутый грант NSF ($150000 в год). На эти деньги приобретается современное оборудование, активно работающие студенты и аспиранты получают серьезную финансовую поддержку.

    Воспитанники Владимира Борисовича Брагинского хорошо известны своими работами в России и за ее пределами. Под его руководством 35 аспирантов и соискателей защитили кандидатские диссертации, 11 из них стали докторами наук, 5 – профессорами физического факультета. Многие его выпускники работают за рубежом, а в Лаборатории Реактивного Движения (JPL, CA, USA) сформировалась целая группа из четырех его бывших студентов и аспирантов.

    Владимир Борисович Брагинский награжден золотой медалью П.Н.Лебедева, (1976 г.) удостоен медали Шиллера (Иенский университет, 1980 г.), премиями Фэйрчальда (США, 1991 г.) и Гумбольда (Германия, 1993 г.), избран членом-корреспондентом РАН (1990 г.), Европейской академии наук (1955 г.), Американской академии наук и искусств (2004), Национальной академии США (2006 г.).

    Мне и его коллегам хотелось бы также отметить его огромную силу воли, неиссякаемый оптимизм, которым он щедро делится с окружающими и, особенно, его искренний, не показной, патриотизм. Оставаясь лидером группы и генератором идей, Владимир Борисович находит время для занятий историей (которую, во многом благодаря своей великолепной памяти, прекрасно знает), с удовольствием следит за политикой и спортивными состязаниями.

    От всей души поздравляем его с прошедшим юбилеем, желаем здоровья и новых открытий.

    Зав. кафедрой физики колебаний
    профессор А.С.Логгинов