Ирина Радунская - Проклятые вопросы

Беднорц родился в 1950 году в Нойнкирхене, ФРГ. Он досрочно окончил университет в Мюнстере, где его особенно увлекали минералогия и кристаллография. Затем он учился в Федеральной высшей политехнической школе в Цюрихе, Швейцария. Это учебное заведение больше известно как Цюрихский политехникум. Его окончили многие выдающиеся учёные, среди них Альберт Эйнштейн. В 1982 году Беднорц получил здесь учёную степень доктора и начал работать в лаборатории цюрихского филиала американской компании ИБМ, одной из ведущих в области электронных вычислительных машин, где уже много лет работал Мюллер.

Мюллер родился в 1927 году в Базеле, Швейцария. В 1958 году окончил Цюрихский политехникум, а затем пять лет работал в Женеве. В 1962 году он получил степень доктора за диссертацию в области физики твёрдого тела. В 1970 году стал профессором. Мюллер — один из ведущих сотрудников цюрихского филиала ИБМ и один из наиболее квалифицированных специалистов в области применения электронного парамагнитного резонанса для изучения структурных переходов, сопровождающихся резким изменением взаимного расположения атомов в твёрдом теле.

В 1983 году появилась первая совместная публикация Беднорца и Мюллера в области структурных переходов в твёрдых телах. Они изучали переходы некоторых диэлектриков в сегнетоэлектрическое состояние, сопровождающиеся скачком диэлектрических свойств в десятки и сотни раз.

Публикация, содержавшая сообщение о сверхпроводимости керамического материала при 30–35К, была встречена учёными весьма сдержанно, вероятно, потому, что авторы до этого не работали в области сверхпроводимости. Их открытие получило мощный резонанс после того, как в декабре 1986 года С. Танака и его сотрудники из Токийского университета подтвердили результаты Беднорца и Мюллера на заседании Общества материаловедения.

Присуждение Нобелевской премии в октябре 1987 года за работу, опубликованную в сентябре 1986 года, уникально в практике Нобелевского комитета. Считается, что это очень быстрая реакция. Ведь комитет иногда запаздывает с признанием выдающихся работ на десятилетия! (Вспомним Гинзбурга и Абрикосова, ожидавших полвека!) Но это и знаменательно: наше время — время стремительного движения человечества во всех сферах жизни. Это и пугает, и обнадёживает. Здравомыслящих людей больше, чем тех, кто играет судьбами человечества. Будем надеяться, что прогресс знаний принесёт нам только сладкие плоды.

Прежде чем закончить рассказ о необыкновенном научном событии наших дней о получении высокотемпературной сверхпроводимости, задержимся у дверей лаборатории Беднорца и Мюллера и попристальнее вглядимся в их работу, послушаем, что они сами думают о ней…

В начале 1987 года корреспондент одного из научно-популярных журналов спросил Беднорца: почему он и его сотрудники выбрали соединение бария, лантана, меди и кислорода как вещество, способное к сверхпроводимости при повышенных температурах?

Учёный ответил приблизительно так: в 1983 году, когда мы (вместе с доктором К. А. Мюллером. — И. Р.) начали исследования, нам в голову пришла необычная идея (необычная идея это плод интуиции, а не результат логических рассуждений. — И. Р.). Её суть в том, что высокотемпературная сверхпроводимость может возникать в окислах металлов (сверхпроводимость некоторых окислов при очень низких температурах уже была известна. — И. Р.). Речь идёт о классе веществ, отличных от соединений некоторых металлов между собой. Мы думали об окислах, содержащих ионы определённых металлов, например титана, меди, вольфрама или никеля. Они принадлежат к так называемым переходным металлам, расположенным в средней части таблицы Менделеева.

Мы начали, продолжал он, с окислов лантана и никеля, имеющих структуру пировскита.

(Здесь сработала интуиция! Пировскит — один из хорошо изученных кристаллов, но на особую тайну его структуры не намекали ни одна из теорий сверхпроводимости. Ближе всех сюда приводили структуры, изученные Гинзбургом и Литтлом, но для того чтобы прийти от них к пировскитам, нужен интуитивный скачок. — И. Р.)

В течение почти трёх лет Беднорц и Мюллер провели множество экспериментов, но не продвинулись к цели.

В конце 1985 года Беднорц натолкнулся на статью французских учёных, показавшуюся ему интересной. Статья была очень далека от задач сверхпроводимости — посвящена химическому катализу, ускорению химических реакций под влиянием некоторых веществ, не расходуемых при соответствующей реакции. Авторы изучали смешанный оксид лантана, бария и меди и зависимость его характеристик от температуры. Они обнаружили, что при повышении температуры кислород выделялся из кристаллической решётки этого соединения, а при понижении температуры он возвращался в неё.

«Принимая во внимание изменения температуры, — сказал Беднорц, — и учитывая, что это вещество удовлетворяет другим критериям, вытекающим из нашей идеи, я почувствовал, что оно будет одним из кандидатов в сверхпроводники…»

«Так я натолкнулся на систему барий, лантан, медь, кислород, — продолжал Беднорц. — Конечно, нам немного повезло при открытии высокотемпературной сверхпроводимости…»

Читатель вправе считать, что и здесь ему помогла интуиция. Иначе он не смог бы перекинуть мостик от катализа к сверхпроводимости.

Далее речь зашла о том, почему Мюллер и Беднорц направили свою первую статью именно в журнал «Цайтшрифт фюр физик».

То, о чём далее говорил Беднорц, относилось не непосредственно к научной работе, а к атмосфере, в которой протекали их исследования. Впрочем, эта атмосфера весьма типична для научных учреждений. Поэтому интересно взглянуть на неё изнутри.

Вот что рассказал об этом Беднорц:

«После завершения рукописи будущей статьи доктор Мюллер и я обсуждали, где её опубликовать. Мы знали, что это будет очень возбуждающая статья. С другой стороны, мы знали, что очень легко немедленно повторить наш эксперимент. Если рукопись будет разослана нескольким рецензентам, то возможна утечка информации. По этому мы опасались, что до того, как она будет напечатана, некий специалист в области сверхпроводимости узнает о наших результатах и опубликует более полные данные в другом журнале…»

Добавим, что ко времени окончания рукописи они ещё не были способны провести окончательную проверку сверхпроводимости их вещества. Для этого надо было провести исследование взаимодействия вещества с магнитным полем, а в лаборатории не было для этого соответствующего оборудования. Заказав его, они ожидали, что оно прибудет в начале 1986 года.

При выборе журнала они исходили из того, что рецензенты журнала не должны быть узкими специалистами, но обязательно должны быть восприимчивы к новым идеям.