Лев Васильович Шубніков (29 вересня 1901, Санкт-Петербург – 10 листопада 1937, Харків) – видатний радянський фізик-експериментатор. Його роботи у галузі низьких температур та твердого тіла стали засадами для низки фундаментальних відкриттів у фізиці XX століття, а ім’я Шубнікова назавжди увійшло в історію науки. Його дослідження не тільки розширили розуміння квантових явищ у матеріалах, але й мали значний вплив на розвиток кріогенної фізики та матеріалознавства. Далі на kharkovskiye.info.
Ранні роки та освіта
Лев Васильович Шубніков народився 29 вересня 1901 року у Санкт-Петербурзі. У 1911 році він вступив до однієї з кращих петербурзьких гімназій, а після її закінчення у 1918 році став студентом математичного відділення фізико-математичного факультету Петроградського університету.
Серед його однокурсників були майбутні видатні вчені Сергій Фріш та Володимир Фок. У 1922 році Лев Шубніков продовжив освіту у Петроградському політехнічному інституті, де займався експериментальною фізикою. Водночас Шубніков почав працювати у Фізико-технічному інституті (ФТІ) у лабораторії видатного вченого Івана Обреїмова.
Ця робота стала поворотним моментом у його кар’єрі: під керівництвом Обреїмова 7 червня 1926 року Лев Шубніков захистив дипломну роботу, що була присвячена оптичним методам дослідження деформацій у кристалах. Тоді ж вийшла спільна стаття Шубнікова та Обреїмова про метод вирощування великих металевих монокристалів, яка була опублікована у німецькій пресі та здобула міжнародне визнання. Розроблений ними метод, відомий як метод Обреїмова-Шубнікова, дозволив отримувати чисті кристали металів, таких як алюміній, вісмут та мідь, у формі циліндрів великих розмірів, що стало важливим внеском у розвиток фізики твердого тіла. Цей метод згодом знайшов широке застосування у наукових та промислових дослідженнях.
Робота у Лейдені: міжнародний досвід
Восени 1926 року за рекомендацією академіка Абрама Іоффе Шубнікова відправили у наукове відрядження до Нідерландів – у славетну Лейденську лабораторію фізики низьких температур, яка була заснована Гейке Камерлінг-Оннесом у 1894 році.
Ця лабораторія була світовим центром досліджень фізики низьких температур, і робота у Лейдені дала Шубнікову унікальну можливість здобути нові знання та практичний досвід. Під керівництвом професора Вандер Йоханнеса де Хааза Шубніков зосередився на вивченні магнітних властивостей матеріалів при екстремально низьких температурах, близьких до абсолютного нуля. У 1930 році Шубніков та де Хааз зробили важливе відкриття, що згодом було назване ефектом Шубнікова-де Хааза. Вони виявили осциляції електричного опору вісмуту у магнітному полі при температурі рідкого гелію. Це відкриття продемонструвало квантові ефекти у провідності металів та стало важливим кроком у розумінні електронних властивостей матеріалів. Ефект Шубнікова-де Хааза став ключовим для розуміння квантових явищ у твердих тілах та знайшов застосування у сучасній фізиці напівпровідників та квантовій електроніці.
Повернення до СРСР та робота у Харкові
У 1930 році Лев Шубніков повернувся до Радянського Союзу та на запрошення Івана Обреїмова почав працювати в Українському фізико-технічному інституті (УФТІ) у Харкові, який на той час був одним з провідних наукових центрів країни.
З 1931 року він організував в УФТІ першу в країні кріогенну лабораторію та став її науковим керівником. Шубніков проявив себе не тільки як талановитий вчений, але і як видатний організатор, він особисто брав участь у розробці та закупівлі обладнання, частина якого була передана з Лейдена, а частина створена на місці. Зокрема були розроблені унікальні установки для скраплення газів, включно з гелієм, що дозволило проводити передові експерименти у галузі низькотемпературної фізики. Під його керівництвом був сформований колектив, який згодом зробив кілька ключових експериментальних відкриттів у фізиці твердого тіла. В середині 1930-х років Шубніков з колегами по УФТІ (В. І. Хоткевич, Г. Д. Шепелєв та Ю. Н. Рябінін) виявили експериментальні прояви іншого типу надпровідності, відмінного від чисто “I роду”, – те, що пізніше стали називати надпровідністю II роду та змішаним (вихровим) станом. Результати їх спостережень (роботи 1936–1937 рр.) показали існування двох критичних полів та особливу магнітну поведінку сплавів та деяких монокристалів, тобто явища, які теоретично пізніше були пояснені у межах моделі Гінзбурга-Ландау та теорії Абрикосова (зокрема, передбачення решітки вихорів Абрикосова). Хоча важливість експериментів Шубнікова була повністю усвідомлена лише через десятиліття, їх значення для розвитку прикладної та теоретичної надпровідності загальновизнане. Він також одним з перших звернув увагу на антиферомагнетизм, що стало ще одним важливим напрямом його роботи.
У 1935 році Шубніков очолив кафедру фізики твердого тіла Харківського університету. А у 1936 році у співавторстві з Абрамом Кікоїним Лев Васильович опублікував першу в СРСР статтю про властивості рідкого гелію, що стало важливим внеском у розвиток кріогенної науки. Спільно з Борисом Лазарєвим він провів експеримент з вимірювання магнітного моменту протона, який здобув високу оцінку міжнародної наукової спільноти.
Репресії та розстріл
Попри видатні наукові досягнення, життя Льва Шубнікова склалося трагічно. У 1937 році, у розпал сталінських репресій, він став жертвою так званої “Справи УФТІ”. Льва Васильовича звинуватили у шпигунстві та антирадянській діяльності на підставі сфабрикованих звинувачень. Його арешт супроводжувався погрозами на адресу його вагітної дружини, що змусило вченого “визнати” висунуті звинувачення. 10 листопада 1937 року Лев Шубніков був розстріляний, йому було всього 36 років. Його смерть стала величезною втратою для радянської науки, оскільки він був одним з лідерів у галузі фізики низьких температур.
Після смерті Льва Шубнікова його ім’я було викреслено з усіх офіційних джерел та наукових досліджень, а його внесок у розвиток фізики замовчувався протягом багатьох років. Тільки у 1956 році він був посмертно реабілітований, а його наукові праці здобули заслужене визнання. Шубнікова заслужено називають “батьком радянської фізики низьких температур”, а його відкриття продовжують використовуватися у сучасних дослідженнях.
Наукова спадщина
Лев Шубніков залишив значний слід у фізиці. Його ключові досягнення охоплюють:
- Ефект Шубнікова–де Хааза: відкриття осциляцій електричного опору у магнітному полі при низьких температурах, що стало засадами для вивчення квантових ефектів у твердих тілах.
- Метод Обреїмова–Шубнікова: технологія вирощування монокристалів, яка широко застосовується у матеріалознавстві.
- Дослідження надпровідності: Шубніков зробив внесок у розуміння магнітних властивостей надпровідників, включно з відкриттям надпровідності II типу.
- Антиферомагнетизм: його роботи заклали підвалини для вивчення цього явища.
- Кріогенна техніка: створення першої в СРСР лабораторії низьких температур та опанування технологій скраплення гелію.
Лев Васильович Шубніков – видатний вчений, який зробив величезний внесок у розвиток сучасної фізики. Його відкриття у галузі фізики низьких температур та дослідження надпровідності залишаються актуальними. Попри своє коротке життя Лев Васильович Шубніков заслужено вважається “батьком фізики низьких температур”, а його історія нагадує про те, яку ціну довелося заплатити багатьом талановитим вченим за розвиток науки.
Список використаних джерел інформації: