Пьер-Жиль де Жен. 1932–2007

Де Жен отправил Ч. Киттелю письмо с указанием точной даты своего приезда. В это же время известный специалист в области физики полупроводников из лабораторий компании «Bell», Маттиас Бернс, сказал Киттелю: «Во Франции есть молодой парень, которого тебе следует пригласить сюда. Его зовут де Жен». На что Киттель ответил: «Я предусмотрел это. Он приезжает ко мне через месяц» [76, с. 104].

Супруги де Жен прибыли в Беркли 1 января 1959 г.

Пьеру-Жилю сразу же пришлось по душе его новое место работы. Залитый солнцем кампус университета утопал в зелени, и студенты прогуливались по его дорожкам на велосипедах. Повсюду здесь царила безмятежная атмосфера каникул. С холмов, на которых располагался университет, открывался панорамный вид на залив, мост Золотые Ворота (Golden Gate Bridge) и Сан-Франциско.

Кабинет де Жена располагался в шестиэтажном белом здании Бирдж Холла (Birge Hall), рядом с ЛеКонт Холлом (LeConte Hall) – физическим факультетом университета, в котором в разное время работали шесть нобелевских лауреатов.

Ученый вспоминал: «Я вел беспечную жизнь: часто пополудни отправлялся на пикник на берег бассейна каньона Стробери и рано (около 17 часов) заканчивал работать» [76, с. 105].

После работы Пьер-Жиль возвращался к Анни в их маленькую квартирку, в двух шагах от университета, и они отправлялись либо в кино, либо в ресторан, либо встречались с новыми американскими друзьями. Среди них был Фил Пинкус – аспирант лаборатории Киттеля и большой шутник, каламбуры которого, по словам де Жена, были «не всегда слишком тонкими» [76, с. 106]. Впоследствии Пинкус стал блестящим физиком-теоретиком. Они дружили и сотрудничали с Пьером-Жилем вплоть до смерти последнего. По словам Анни, «вместе они были как два вора на ярмарке» [76, с. 106].

По выходным супруги де Жен путешествовали по Калифорнии на кабриолете. Это были приятные поездки – они как бы возвращали их на пять лет назад, в медовый месяц (вернее, неделю) в Провансе. Анни говорила: «Признаюсь, что я замечательно провела время в Беркли. Я очень скучала по детям и писала им каждый день. Но с Пьером-Жилем мы чувствовали себя как юные влюбленные. Нам было по 25 лет, и у нас не было никаких забот! Этот период по-настоящему укрепил наши отношения» [76, с. 106].

Может возникнуть впечатление, что де Жен бездельничал в Калифорнии. Но это не так. На самом деле его постдокторская стажировка была весьма плодотворной.

В лаборатории Китттеля царила деловая, рабочая обстановка. Сам шеф обладал железным характером и был непоколебимым авторитетом для своих учеников. От них он получил прозвище «Бог». Пьер-Жиль вспоминал, что однажды Киттель попросил одного из своих студентов сделать доклад на лабораторном семинаре. Через двадцать минут он прервал выступающего каменным голосом: «Вы не разобрались в порученной Вам теме. Вы будете докладывать снова на следующей неделе» [76, с. 106].

Тем не менее де Жен сохранил самые теплые воспоминания об этой «мускулистой» атмосфере. Дело в том, что «Бог» был с самого начала весьма благосклонен к французскому постдоку. Киттель учитывал не только уже сложившуюся репутацию Пьера-Жиля как молодого теоретика с большим будущим, но практически сразу сам почувствовал его незаурядные способности. В результате он предоставил де Жену полную творческую свободу.

Пьер-Жиль полностью оправдал возлагаемые на него ожидания. Например, первым же своим докладом на лабораторном семинаре он завоевал уважение всех коллег, познакомив их с явлением перколяции.

Первая работа де Жена, выполненная в лаборатории Киттеля, была навеяна общением с А. Абрагамом [11]. Она была посвящена релаксации ферромагнитного резонанса в гранатах итрия – интересные магнитные свойства этих веществ были тогда только что открыты. За этой статьей последовала целая серия публикаций по ядерному магнитному резонансу [например: 12–14]. Этой темой Пьер-Жиль продолжил заниматься после своего возвращения во Францию вместе со своей первой аспиранткой Франсуазой Хартманн-Бутрон (см. главу V).

В Калифорнии де Жен также написал без соавторов и опубликовал в престижном американском журнале «Physical Review» статью [15]. В ней он развил теорию К. Зенера[32 - Зенер Кларенс (1905–1993) – известный американский физик-теоретик.] двойного обмена электронами в слабопроводящих магнетиках (содержащих ионы Mn

, Mn

и O

), так называемых манганитах (оксидах марганца с переменной валентностью) [97].

Киттель был доволен деятельностью своего французского постдока. Однажды, будучи вынужденным уехать на две недели, он поручил Пьеру-Жилю читать вместо себя курс статистической физики. Случалось, он советовался с молодым теоретиком по поводу своих собственных работ. Де Жен вспоминал: «Это может показаться нескромным, но я помогал ему в решении проблемы парамагнитного резонанса в особом случае редких земель. Я изложил ему свое видение проблемы. Поначалу он был настроен скептически, но в конце концов опубликовал статью, базирующуюся на моей интерпретации этого явления» [76, с. 107].

Де Жен окончательно закрепил свой авторитет среди американских коллег во время семинара, на котором постдок лаборатории Киттеля Кеи Ешида рассказывал о только что появившейся теории сверхпроводимости (теории БКШ)[33 - Теория сверхпроводимости (1957 г.), названная так по именам ее авторов, американских физиков Д. Бардина, Л. Купера и Д. Шриффера.]. Присутствовавший на семинаре и сидевший в первом ряду корифей квантовой механики В. Паули, с которым де Жен был знаком по школе теоретической физики в Лез-Уше (1953 г., см. главу II), неожиданно задал докладчику трудный вопрос. Последний не мог дать приемлемого для Паули ответа; и в зале, заполненном не менее чем 200 слушателями, воцарилось тягостное молчание. На помощь своему молодому коллеге пришел Пьер-Жиль, и его комментарии с очевидностью удовлетворили мэтра. Всем стало ясно, что де Жен глубоко разобрался в новой теории, что в то время еще было редкостью. Ф. Пинкус так вспоминал об этом эпизоде [76, с. 107]: «Как и три четверти аудитории, я не понял ни вопроса, ни ответа. В этот день я по-настоящему почувствовал, до какой степени он (де Жен. – А. С.) был силен».

После девяти месяцев пребывания в Беркли де Жен должен был срочно возвращаться во Францию, так как заканчивалась предоставленная ему (до 27 лет) отсрочка от армии и его призывали на военную службу. Киттель хотел оставить Пьера-Жиля у себя и (за три месяца до окончания срока его стажировки) предложил молодому теоретику престижный пожизненный пост в Университете, который позволил бы де Жену быстро получить американское гражданство и, следовательно, не служить во французской армии. С точки зрения продолжения научной карьеры, это предложение выглядело очень заманчивым, однако Пьер-Жиль понимал, что ни он, ни Анни уже никогда не станут настоящими американцами. Их же дети, напротив, без труда вольются в новую страну. Такая ситуация не очень нравилось им с женой, и они, подумав, все же решили вернуться на родину.

В конце сентября 1959 г. Анни и Пьер-Жиль покинули Калифорнию и отправились домой через Восточное побережье США. Во время этой поездки де Жен выступил с докладами на семинарах во многих исследовательских центрах, например, в лабораториях компании «General Electric». Там у него завязались товарищеские отношения с молодым и так же, как и Пьер-Жиль, полным энтузиазма ученым Чарли Бином[34 - Бин Чарльз (1923–1996) – известный американский физик-теоретик, специалист в области магнетизма и сверхпроводимости.].

В «General Electric» де Жен познакомился и с молодым исследователем из Норвегии – А. Джайевером[35 - Джайевер Айвор (род. в 1929 г.) – норвежско-американский физик, лауреат Нобелевской премии по физике за 1973 г. (совместно с Л. Эсаки и Б. Джозефсоном) за исследование туннельного эффекта в твердых телах (особенно в сверхпроводниках).], который как раз в это время только что экспериментально обнаружил протекание туннельного тока через тонкую пленку диэлектрика, находящуюся между двумя сверхпроводящими слоями. Джайевер рассказал Пьеру-Жилю о своих работах, что вызвало гнев директора его лаборатории, который справедливо считал, что это важное открытие должно держаться в секрете. Де Жен обещал никому не говорить об услышанном, что, впрочем, было для него нетрудно, так как сразу же по приезде в Париж он окунулся в другую, армейскую жизнь.

Итак, пребывание Пьера-Жиля в Калифорнии оказалось очень коротким. Действительно, он впоследствии говорил, что с удовольствием продлил бы свою стажировку в Беркли на несколько месяцев, но это было невозможно из-за армии [76, с. 108].

Тем не менее за это небольшое время Киттель оказал существенное влияние на дальнейший стиль работы молодого француза. Киттель был, если можно так выразиться, «конкретным» теоретиком. Он не терпел никаких объяснений физических явлений, представляемых в форме математических выкладок. «Надо сделать расчеты, а затем забыть о них для того, чтобы держать в голове только физику явления», – учил он своих студентов [76, с. 108].

Умение видеть физическую суть проблемы и упрощать ее до предела (объяснять «на пальцах») стало в дальнейшем основной чертой научного стиля де Жена.

Месяцы, проведенные в Калифорнии, и заключительная поездка по Восточному побережью сделали имя де Жена известным во многих американских учебных и исследовательских центрах, а это уже означало первый шаг к мировому признанию. И, наконец, что немаловажно, Пьер-Жиль приобрел авторитет среди многих своих американских коллег, а с некоторыми из них у него завязались тесные личные контакты. Среди последних особо следует отметить Ф. Пинкуса (см. выше).

Во время пребывания де Жена в США во Франции ему была присуждена первая в его жизни научная награда – премия Луи Анселя[36 - Премия и медаль, ежегодно вручаемые за лучшие работы в области физики твердого тела. Инженер парижской Центральной школы искусств и мануфактур (Еcole centrale des arts et manufactures) Луи Ансель в своем завещании 1908 г. передал Французскому физическому обществу сумму в 10 тыс. франков, ежегодная рента от которой и составляет премию, носящую его имя.] от Французского физического общества. Его мать с гордостью получила ее за Пьера-Жиля на торжественной церемонии.

По дороге домой де Жены посетили и старую гувернантку отца Пьера-Жиля Марию (см. главу I). Теперь она жила в 60 км от Нью-Йорка, в небольшом городке Гловерсвилле – традиционном центре производства кожаных перчаток[37 - Англ. Gloversville – город перчаточников.]. После смерти отца Пьера-Жиля (Робера де Жена) его квартира была продана производителям перчаток из этого городка, на службу к которым Мария и перешла, переехав в Гловерсвилл. В конце концов она оказалась в услужении у двух старых дам – «богатых и несносных», живших в том же городке, в буржуазном доме внушительных размеров [76, с. 163].

Первые три месяца армейской службы де Жена проходили на большом линкоре «Ришелье», времен Второй мировой войны, ставшем учебной базой и стоявшем на рейде у берегов г. Бреста в Бретани.

Пьер-Жиль входил в группу научных работников, призванных на флот с целью подготовки из них офицеров запаса. Привилегией этой группы было то, что она не планировалась к отправке на идущую в то время алжирскую войну. Тем не менее условия, в которых очутился де Жен, были совсем некомфортными. Его жизнь теперь резко изменилась. Он вспоминал о первых трудных месяцах своей флотской службы в ранге матроса второго класса: «Мы спали в гамаках, подвешенных на двух уровнях, в тесноте, как анчоусы. Когда кто-нибудь двигался, вся линия качалась… Нам приходилось периодически выносить огромные корабельные помойки… Мне доводилось скоблить палубу “Ришелье” наждачной бумагой на холоде и в сырости… Но у меня не осталось плохих воспоминаний об этих трех месяцах учебы» [76, с. ПО].

Молодой физик быстро привык вставать рано утром под звуки горна, складывать свой гамак, быстро одеваться, делать гимнастику и по очереди с товарищами ходить в наряды. Он с интересом изучал флотские дисциплины: навигацию (и даже немного научился командовать военными судами), движение атомных подводных лодок, классификацию морских узлов, и т. д. Одной из немногих проблем де Жена, как, впрочем, и большинства его товарищей по службе, было полное отсутствие способностей к строевой подготовке, что не позволило его учебной группе участвовать в торжественной церемонии 11 ноября[38 - 11 ноября 1918 г. во Франции было подписано Компьенское перемирие, положившее конец Первой мировой войне.].

Существенным фактором, облегчавшим службу Пьера-Жиля, были сложившиеся у него добрые отношения с другими курсантами, некоторые из которых впоследствии стали известными учеными, например: физики Жан Гаворе, Робер Гутт, ЖакЖоффрен, Жульен Бок и математик Пьер Картье.

Де Жен посвящал то небольшое остававшееся у него свободное время для изучения русского языка, чем сыскал себе репутацию оригинала среди товарищей. Он всегда носил учебник русского с собой и открывал его при первой же возможности. Вскоре и ближайшие товарищи Пьера-Жиля присоединились к этому занятию. Ученый с иронией вспоминал: «Для того чтобы попрактиковаться, мы говорили друг с другом по-русски на палубе “Ришелье”, что провоцировало некоторую панику среди наших офицеров, начинавших думать, что русские шпионы проникли на борт» [76, с. 111]. За две недели де Жен расправился со своим учебником и был уже способен достаточно бегло вести диалоги на языке и петь без ошибок русскую народную песню «Эй, ухнем!». Однако все это не было главной целью его занятий. Пьер-Жиль хотел читать в оригинале советские публикации по «модной» в то время теме сверхпроводимости!

По выходным курсантам разрешалось уходить в увольнительную. Так как Париж был далеко, то де Жен с друзьями (будущими профессорами Жаком Жофреном и Жульеном Боком) в таких случаях оставался в Бресте, снимая номера в небольшой гостинице на улице Сиам (rue de Siam).

Это могло показаться странным, но Пьер-Жиль посвящал свое свободное время занятиям. Он уже довольно глубоко разобрался в теории БКШ и теперь углубился в чтение оригинальных русских статей по сверхпроводимости. Иногда он все же отрывался от штудирования науки, чтобы вечером поесть блинов (cr?pes) в городе или посетить церковь.

В понедельник рано утром друзья прибывали на корабль и изо всех сил мчались по палубе, чтобы, не дай бог, не опоздать к утренней поверке.

Три месяца учебы пролетели быстро. И ставший офицером запаса де Жен был направлен к месту своей постоянной службы – в Отдел испытаний при Дирекции военных применений СЕА в Париже. Это секретное подразделение, созданное в ноябре 1957 г., возглавлялось бывшим морским офицером Кауфманом. Оно подготавливало испытания первой французской ядерной бомбы. Без всякого сомнения, молодого де Жена на эту работу порекомендовали Ж. Ивон и И. Рокар, которые сами были вовлечены во французскую военную ядерную программу [76, с. 112]. Перед тем как быть принятым в Отдел, Пьер-Жиль подвергся тщательной проверке. В частности, выяснялось, не подписывал ли он Стокгольмское воззвание[39 - Документ, принятый на сессии Постоянного комитета Всемирного конгресса сторонников мира, проходившего в Стокгольме с 15 по 19 марта 1950 г. по инициативе Фредерика Жолио-Кюри – автора текста воззвания, который первым подписался под ним.].

Работа в Отделе испытаний, официально начавшаяся для де Жена в январе 1960 г., позволяла ему жить дома. Пьеру-Жилю было также разрешено продолжать и свои исследования в гражданском отделении СЕА – Центре Сакле, где он по-прежнему числился на должности инженера-исследователя.

Начав свою службу в Отделе, де Жен сразу же погрузился в царящую там лихорадочную атмосферу кипучей деятельности. Дело в том, что испытание первой французской ядерной бомбы должно было состояться уже через месяц.

В феврале 1960 г. Пьер-Жиль полетел на борту военного самолета в Центр военных испытаний, находящийся вблизи оазиса Регган в алжирской Сахаре. Именно здесь планировалось осуществить ядерный взрыв.

В то время в Алжире полным ходом шла война. Заметим, что де Жену повезло – как главу семейства с тремя детьми его не призвали в действующую армию (в отличие от многих его коллег-исследователей).

Центр военных испытаний у оазиса Регган находился далеко от зоны военных действий. Тем не менее он хорошо охранялся: там был размещен воинский контингент в количестве более 5 тыс. человек, которым командовал генерал Ш. Айре[40 - Айре Шарль (1907–1968) – французский генерал, участник Второй мировой и алжирской войн. 9 марта 1968 г., возвращаясь с военной инспекции в Индийском океане, он погиб в авиакатастрофе вместе со своими женой и дочерью и другими 16 пассажирами самолета вблизи аэропорта г. Сен-Дени на о. Реюньон. Во время взлета из-за плохой видимости самолет врезался в гору.].

В пустыне стояла страшная жара – 55 °C, тем не менее в этих сложных погодных условиях там был построен целый город, в котором были трехэтажные дома из алюминия. В этих зданиях размещались научные лаборатории и жилые помещения. Имелся также и аэропорт, позволяющий доставлять из Парижа и обратно людей и грузы.

Пьер-Жиль часто работал в просторных лабораториях, вырубленных в скале. Там было прохладно. Ему нередко приходилось заниматься подготовкой к предстоящим измерениям параметров будущего атомного взрыва, настраивая на страшной жаре измерительное оборудование, установленное в 30 км от предполагаемого места взрыва. Для страдающего от перегрева де Жена облегчением был бассейн. Он вспоминал: «Для офицеров на оазисе устроили бассейн: настоящим счастьем было освежиться там время от времени» [76, с. 113].

Приближался так называемый день «J» – день взрыва атомной бомбы (13 февраля 1960 г.). Она была извлечена из подземного укрытия и отвезена со всеми предосторожностями в точку «ноль», находящуюся в 60 км от базы. Там бомба была помещена на вершину стометровой башни, а вокруг, на разных расстояниях, были расставлены манекены людей и образцы различной военной техники – потенциальные жертвы взрыва. Нужно было оценить ущерб, который будет нанесен им бомбой.

Находясь в своем убежище среди измерительных приборов в 30 км от точки «ноль», де Жен вспомнил, как в августе 1945 г. он прочитал в газете о взрыве американцами «анатомической»[41 - По-французски слова «анатомический» («anatomique») и «атомный» («atomique») пишутся и произносятся похоже.] бомбы в Хиросиме и спросил у матери, что это такое? Она объяснила ему, что это была атомная бомба. Тогда он никак не мог представить себе, что через 15 лет будет участвовать в испытаниях такой бомбы, но уже французской.

Взрыв бомбы, названной «Голубой тушканчик» («Gerboise bleue») оказался успешным. Это был самый мощный воздушный атомный взрыв в Сахаре – его мощность в 3–4 раза превосходила мощность бомбы, сброшенной на Хиросиму. Пьер-Жиль наблюдал завораживающую и одновременно страшную картину взрыва из своего убежища и ощутил на себе его мощную ударную волну. По-видимому, он не был облучен. Однако этого нельзя было сказать о многих военных, принимавших участие в испытаниях. Не случайно в марте 2009 г. французским правительством было принято решение о выплате компенсаций ряду пострадавших во время ядерных испытаний в 1960–1966 гг.

Де Жен был снова командирован в район оазиса Регган как раз во время путча генералов (putsch des gеnеraux)[42 - Вооруженный мятеж против политики президента де Голля, направленной на предоставление Алжиру независимости. Путчисты, возглавляемые генералами М. Шаллем, Э. Жуо, А. Зеллером и Р. Саланом, пытались организовать военные действия одновременно в Алжире и во Франции, но не смогли правильно их скоординировать. В результате путч был разгромлен, а его руководители арестованы.], в апреле 1961 г. Там проходила подготовка уже четвертого испытания французской атомной бомбы.

Обстановка в Алжире была напряженной – с проведением взрыва приходилось спешить, так как были опасения, что бомба может попасть в руки мятежников. Стояла страшная жара, и дул сильный песчаный ветер, что мешало правильной работе электронных и оптических измерительных приборов. Испытания были неудачными: взрыв оказался гораздо меньшей силы, чем планировалось. В дальнейшем начиная с ноября 1961 г. Франция проводила только подземные ядерные взрывы.

Вернувшись в Отдел испытаний, который теперь был переведен в местечко Брюер-ле-Шатель в 32 км к югу-западу от Парижа, Пьер-Жиль занялся расчетами параметров ядерных взрывов, в особенности влиянием воздушного взрыва на земную поверхность. Он пытался моделировать указанную ситуацию с помощью одного из самых мощных компьютеров того времени – TERA-10. В расчетах ему помогал уже упомянутый Ж. Гаворе – один из его друзей по службе на «Ришелье». Однако компьютерное моделирование давало идеализированные, далекие от реальности результаты. Этот не совсем удачный опыт компьютерных расчетов на всю жизнь сформировал скептическое отношение де Жена к компьютерному моделированию.

Как уже отмечалось, параллельно с работами военной направленности Пьер-Жиль продолжал и свои исследования в гражданском центре СЕА в Сакле. Во время военной службы ему даже удалось пару раз съездить за границу.