Лев Васильевич Шубников (29 сентября 1901, Санкт-Петербург – 10 ноября 1937, Харьков) – выдающийся советский физик-экспериментатор. Его работы в области низких температур и твёрдого тела стали основой для ряда фундаментальных открытий в физике XX века, а имя Шубникова навсегда вошло в историю науки. Его исследования не только расширили понимание квантовых явлений в материалах, но и оказали значительное влияние на развитие криогенной физики и материаловедения. Далее на kharkovskiye.info.
Ранние годы и образование
Лев Васильевич Шубников родился 29 сентября 1901 года в Санкт-Петербурге. В 1911 году он поступил в одну из лучших петербургских гимназий, а после ее окончания в 1918 году стал студентом математического отделения физико-математического факультета Петроградского университета.
Среди его однокурсников были будущие выдающиеся учёные Сергей Фриш и Владимир Фок. В 1922 году Лев Шубников продолжил образование в Петроградском политехническом институте, где занимался экспериментальной физикой. Параллельно с учебой Шубников начал работать в Физико-техническом институте (ФТИ) в лаборатории выдающегося учёного Ивана Обреимова.
Эта работа стала поворотным моментом в его карьере: под руководством Обреимова 7 июня 1926 года Лев Шубников защитил дипломную работу, посвящённую оптическим методам исследования деформаций в кристаллах. Тогда же вышла совместная статья Шубникова и Обреимова о методе выращивания крупных металлических монокристаллов, которая была опубликована в немецкой прессе и получила международное признание. Разработанный ими метод, известный как метод Обреимова-Шубникова, позволил получать чистые кристаллы металлов, таких как алюминий, висмут и медь, в форме цилиндров больших размеров, что стало важным вкладом в развитие физики твёрдого тела. Этот метод впоследствии нашёл широкое применение в научных и промышленных исследованиях.
Работа в Лейдене: международный опыт
Осенью 1926 года по рекомендации академика Абрама Иоффе Шубникова отправили в научную командировку в Нидерланды – в знаменитую Лейденскую лабораторию физики низких температур, которая была основана Хейке Камерлинг-Оннесом в 1894 году.
Эта лаборатория была мировым центром исследований физики низких температур, и работа в Лейдене дала Шубникову уникальную возможность получить новые знания и практический опыт. Под руководством профессора Вандер Йоханнеса де Хааза Шубников сосредоточился на изучении магнитных свойств материалов при экстремально низких температурах, близких к абсолютному нулю. В 1930 году Шубников и де Хааз сделали важное открытие, названное впоследствии эффектом Шубникова–де Хааза. Они обнаружили осцилляции электрического сопротивления висмута в магнитном поле при температуре жидкого гелия. Это открытие продемонстрировало квантовые эффекты в проводимости металлов и стало важным шагом в понимании электронных свойств материалов. Эффект Шубникова-де Хааза стал ключевым для понимания квантовых явлений в твердых телах и нашел применение в современной физике полупроводников и квантовой электроники.
Возвращение в СССР и работа в Харькове
В 1930 году Лев Шубников вернулся в Советский Союз и по приглашению Ивана Обреимова приступил к работе в Украинском физико-техническом институте (УФТИ) в Харькове, который в то время был одним из ведущих научных центров страны.
С 1931 года он организовал в УФТИ первую в стране криогенную лабораторию и стал ее научным руководителем. Шубников проявил себя не только как талантливый учёный, но и как выдающийся организатор, он лично участвовал в разработке и закупке оборудования, часть которого была передана из Лейдена, а часть создана на месте. В частности, были разработаны уникальные установки для сжижения газов, в том числе, гелия, что позволило проводить передовые эксперименты в области низкотемпературной физики. Под его руководством сформировался коллектив, впоследствии сделавший несколько ключевых экспериментальных открытий в физике твёрдого тела. В середине 1930-х годов Шубников с коллегами по УФТИ ( В. И. Хоткевич, Г. Д. Шепелев и Ю. Н. Рябинин) обнаружили экспериментальные проявления другого типа сверхпроводимости, отличного от чисто “I рода”, – то, что позднее стали называть сверхпроводимостью II рода и смешанным (вихревым) состоянием. Результаты их наблюдений (работы 1936–1937 гг.) показали существование двух критических полей и особое магнитное поведение сплавов и некоторых монокристаллов, то есть явления, которые теоретически позже были объяснены в рамках модели Гинзбурга-Ландау и теории Абрикосова (в частности, предсказание решётки вихрей Абрикосова). Хотя важность экспериментов Шубникова была полностью осознана лишь спустя десятилетия, их значение для развития прикладной и теоретической сверхпроводимости общепризнанно. Он также одним из первых обратил внимание на антиферромагнетизм, что стало ещё одним важным направлением его работы.
В 1935 году он возглавил кафедру физики твёрдого тела Харьковского университета. А в 1936 году в соавторстве с Абрамом Кикоиным Шубников опубликовал первую в СССР статью о свойствах жидкого гелия, что стало важным вкладом в развитие криогенной науки. Совместно с Борисом Лазаревым он провёл эксперимент по измерению магнитного момента протона, который получил высокую оценку международного научного сообщества.
Репрессии и расстрел
Несмотря на выдающиеся научные достижения, жизнь Льва Шубникова сложилась трагически. В 1937 году, в разгар сталинских репрессий, он стал жертвой так называемого “Дела УФТИ”. Льва Васильевича обвинили в шпионаже и антисоветской деятельности на основании сфабрикованных обвинений. Его арест сопровождался угрозами в адрес его беременной жены, что вынудило ученого “признать” предъявленные обвинения. 10 ноября 1937 года Лев Шубников был расстрелян, ему было всего 36 лет. Его смерть стала огромной потерей для советской науки, так как он был одним из лидеров в области физики низких температур.
После смерти Льва Шубникова его имя было вычеркнуто из всех официальных источников и научных исследований, а его вклад в развитие физики замалчивался в течение многих лет. Только в 1956 году он был посмертно реабилитирован, а его работы начали получать заслуженное признание. Сегодня Шубникова заслуженно называют “отцом советской физики низких температур”, а его открытия продолжают использоваться в современных исследованиях.
Научное наследие
Лев Шубников оставил значительный след в физике. Его ключевые достижения включают:
- Эффект Шубникова–де Хааза: Открытие осцилляций электрического сопротивления в магнитном поле при низких температурах, что стало основой для изучения квантовых эффектов в твердых телах.
- Метод Обреимова–Шубникова: Технология выращивания монокристаллов, широко применяемая в материаловедении.
- Исследования сверхпроводимости: Шубников внес вклад в понимание магнитных свойств сверхпроводников, включая открытие сверхпроводимости II типа.
- Антиферромагнетизм: Его работы заложили основы для изучения этого явления.
- Криогенная техника: Создание первой в СССР лаборатории низких температур и освоение технологий сжижения гелия.
Лев Васильевич Шубников – выдающийся ученый, который внес огромный вклад в развитие современной физики. Его открытия в области физики низких температур и исследования сверхпроводимости остаются актуальными и востребованными. Несмотря на свою короткую жизнь, Шубников заслуженно считается “отцом физики низких температур”, а его история напоминает о том, какую цену пришлось заплатить многим талантливым учёным для развития науки.
Список источников информации: