Нобелевские лауреаты: Брайан Дэвид Джозефсон
Как студентом сделать работу нобелевского уровня, получить премию в возрасте Христа и может ли выдающийся физик удариться в медитацию и парапсихологию, рассказывает новый выпуск рубрики «Как получить Нобелевку». Брайан Дэвид Джозефсон Родился 4 января 1940 года, Кардифф, Уэльс, Великобритания Нобелевская премия по физике 1973 года (1/2 премии, вторую половину разделили Лео Эсаки и Айвар Джайевер). Формулировка Нобелевского комитета: «За теоретическое предсказание свойств тока сверхпроводимости, проходящего через туннельный барьер, в частности явлений, обычно называемых эффектом Джозефсона (for his theoretical predictions of the properties of a supercurrent through a tunnel barrier, in particular those phenomena which are generally known as the Josephson effect)». Как мы помним, в 1972 году Нобелевскую премию по физике разделили три ученых, объединившихся в аббревиатуре «БКШ-теория». И связана эта премия была со сверхпроводимостью. В следующем году Нобелевский комитет отметил еще трех физиков – и тоже в связи с этим. Но если нобелевская работа Бардина-Купера-Шриффера была сделана в 1956-57 годах, как раз тогда, когда Джон Бардин получал своего первого «нобеля», то следующий прорыв произошел пятью годами позже. Наш герой совершил его в студенческом возрасте, а свою Нобелевскую премию он получил в возрасте Христа, став восьмым по молодости лауреатом в области естественных наук. Но обо всем по порядку. Первый (и, кажется, до сих пор – единственный) валлийский физик родился в Кардиффе в еврейской семье Авраама Джозефсона и его супруги Мими (в девичестве Вейсбард). Джозефсон до сих пор благодарит некоторых школьных учителей из Кардиффа за то, что они помогли ему, особенно учителя физики Эмриса Джонса, который познакомил его с теоретической физикой. В 1957 году он отправился в Кембридж, где сначала изучал математику в Тринити-колледже в Кембридже. Окончив курс математики за два года и найдя его несколько бесплодным, он решил переключиться на физику. В Кембридже его считали блестящим, но очень застенчивым студентом. «Кто этот Джозефсон? Похоже, он проходит через теорию, как нож сквозь масло», - обсуждали его экзаменаторы. Супервайзер Джозефсона Брайан Пиппард Еще в возрасте 20 лет, работая студентом-исследователем в знаменитой Мондской лаборатории под руководством Брайана Пиппарда Джозефсон заявил о себе как гениальный физик. В 1960 году он «подправил» всех физиков, связанные с эффектом Мёссбауэра (напомним, что Рудольф Мессбауэр, получивший свою премию еще в более молодом возрасте, в 32 года, сделал свою нобелевскую работу в качестве PhD). Его статья показала, что разница в температуре источника и приемника гамма-излучения всего на градус приводит к искажениям результата порядка той величины, которую пытались таким образом измерить. Неплохо для студента, да? Неудивительно, что про него говорили, что даже без эффекта Джозефсона, он бы все равно оставил след в истории физики. Но уже через два года наш герой, еще будучи студентом, придумал, как применить БКШ-теорию. Он понял, что если взять два сверхпроводящих слоя, разделив их перемычкой толщиной в несколько атомов, то эти слои будут вести себя, как единая система. Оказалось, что ток может течь через изолятор и при отсутствии разности потенциалов между двумя проводниками (стационарный эффект Джозефсона). Это возможно благодаря туннелированию куперовских пар через такой барьер. «Нобелевская статья» Джозефсона «Возможно, новый эффект в сверхпроводящем туннелировании» вышла в журнале Physics Letters под его единоличным авторством. В следущем году теоретические выкладки его получили экспериментальное подтверждение. Оказалось также, что если же приложить постоянное напряжение по обе стороны перехода, что куперовские пары электронов начнут перемещаться через барьер сначала в одном направлении, а затем в обратном, в результате чего возникнет переменный ток, частота которого увеличивается по мере роста напряжения. Это явление получило название нестационарного эффекта Джозефсона. Так в 22 года была сделана работа нобелевского уровня, и очень быстро она получила практическое применение. И какое! Во-первых, использование эффекта Джозефсона позволило гораздо точнее измерить фундаментальные константы (например, постоянной Планка). А во-вторых, на основе этого эффекта получилось создать то, что получило название SQUID – «сверхпроводящее квантовое интерференционное устройство». Датчики SQUID стали самыми чувствительными датчиками магнитного поля – и сразу же нашли множественные применения в самых разных областях. Например, в нейробиологии – появилась возможность измерять магнитную активность головного мозга и сразу же продвинуться в изучении его активности гораздо дальше. Неудивительно, что Нобелевская премия пришла уже в 33. А потом… Нужно не забывать, какое тогда было время: начало 1970-х. Джозефсон познакомился с модной тогда уже трансцедентальной медитацией. И ударился в изучение всяких паранормальных явлений, пытаясь совместить квантовую физику и предвидение, телепатию, телекинез и гомеопатию. Поклонение Махариши Махеш Йоги было столь велико, что в 1974 году его чуть не побили на одном симпозиуме в Версале за то, что он заставлял всех читать Бхагават Гиту. Джозефсон даже был привлечен к работе знаменитой американской Fundamental Fysiks Group. К слову, группа обрела покровителей в ЦРУ (вот что творит имя Нобелевского лауреата) и для нее была сделана даже новая программа, получившая название ESPionage. С тех пор прошло 45 лет, но Джозефсон продолжает свои попытки. По крайней мере, это достойно уважения.
