Наш славный ученый-земляк

14 января 2022 Назиля Фахрутдинова

Каждый из нас в детстве, и не только, наблюдал за вращениями волчка. Раскрученный до больших скоростей волчок иногда кажется неподвижным, стоит на одной точке опоры и не падает. Это связано с тем, что вращающееся тело стремится сохранить неизменным направление оси вращения в мировом пространстве. При действии постоянного момента силы начинается вращение в пространстве самой оси, и мы видим прецессию – на фоне быстрого вращения волчка вокруг собственной оси происходит относительно медленное вращение самой оси. Постоянный момент силы при этом создает сила тяжести. При этом у вращающегося волчка есть два возможных состояния: нормальное и перевернутое. Эти два состояния отличаются лишь при наличии силы тяжести. Соответственно в отсутствие силы тяжести положение оси вращения в пространстве также будет сохраняться, но прецессии не будет. Нечто подобное происходит и в микромире. Электрон в атоме, в классическом понимании, вращается по круговым орбитам и, подобно волчку, обладает механическим моментом количества движения и, связанного с ним магнитным моментом. Эти магнитные моменты во внешнем магнитном поле, которое играет роль гравитационного поля для волчка, стремятся выстраиваться в направлении поля. Поэтому возникает прецессия электронных орбит в атоме. Причем прецессия может быть как вдоль направления поля, так и против направления поля. Если теперь приложить переменное электромагнитное поле с частотой прецессии, то начнется интенсивное переворачивание направлений прецессии, что будет сопровождаться интенсивным (резонансным) поглощением энергии электромагнитного поля. Это явление, получившее название электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), было открыто в 1944 г. великим Казанским физиком Евгением Константиновичем Завойским, чье 110-летие со дня рождения в эти дни отмечает вся мировая научная общественность.

Академик, лауреат Ленинской и Государственной премий, Герой Социалистического Труда Евгений Константинович Завойский (28 сентября 1907 г. –
9 сентября 1976 г.), хотя и родился не в Казани, но воспитывался и получил полное образование (начальная школа, средняя школа, физико-математический факультет, аспирантура КГУ), именно здесь. Евгений Завойский уже в школьные годы увлеченно начал заниматься наукой, любил физические опыты, был увлеченным радиолюбителем. После окончания университета в 1930 г.
он поступил в аспирантуру и в 1933 г.
защитил кандидатскую диссертацию. Евгений Константинович разработал исключительно чувствительный метод регистрации ничтожных воздействий на генератор радиоволн. Этот метод был применен к проблеме поглощения радиоволн различными материалами, в частности, электролитами. И у Е.Завойского возникла мысль о применении своего высокочувствительного метода измерения поглощения радиоволн для резонансного определения магнитных моментов атомных ядер в конденсированных средах, твердых и жидких телах.
Весной 1940 г. Евгений Константинович вместе с Б.Козыревым и С.Альтшулером начал проводить эксперименты в новой области. Война прервала эту работу, что, несомненно, стало главной причиной несостоявшегося открытия ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Спустя примерно 50 лет после открытия явление ЯМР стал применяться в медицине, и сегодня, пожалуй, все, от мала до велика, знают не только то, что может исследовать ЯМР-томограф, но и как это происходит физически, как можно прочитать снимок ЯМР-томографа.
В биографии Евгения Константиновича почему-то отсутствует период, когда он работал заведующим кафедрой физики Казанского авиационного института. На заведование кафедрой он был приглашён в 1939 г.
и проработал на этой должности до 1942 года. При нем кабинет физики значительно пополнился приборами. В 1941 г. были ликвидированы два вуза: КНИКС (Казанский институт инженеров коммунального строительства) и ТКУ (Татарский коммунистический институт). Их физические кабинеты, надо сказать, довольно богатые, (у КНИКСа был кабинет бывшего Коммерческого училища, а ТКУ имел лимиты на заграничное оборудование) были переданы кафедре физики КАИ. Некоторые из этих приборов до сих пор сохранились на кафедре. Е.Завойский уделял кафедре много внимания. Увлекательно читал лекции. Так как он был физик-экспериментатор, то его лекции сопровождались большим числом опытов, подчас сложных и требующих большой подготовки. При содействии Е.Завойского кафедра получила много ценных приборов, в т.ч. целую партию огромных катодных ламп и ртутных выпрямителей. При нем также было положено начало экспериментальной исследовательской работы.
Физики расценивают открытие явления ЭПР одним из крупнейших достижений науки ХХ века. В 1945 г.
Е.Завойский защитил докторскую диссертацию на тему «Парамагнитная абсорбция в перпендикулярных и параллельных полях для солей, растворов и металлов», а в 1946 г. ему было присвоено звание профессора, и он становится заведующим сектором физики Казанского филиала АН СССР. Его успешная исследовательская работа продолжалась. В 1947 г. независимо от Дж.Гриффитса он обнаружил явление ферромагнитного резонанса.
В 1947 г. Е.Завойский был приглашен в Москву в будущий Институт атомной энергии им. И.Курчатова, где Евгений Константинович проработал почти
30 лет. После отъезда в Москву он больше не занимался ЭПР, но эту тему в Казани продолжили его соратники и ученики – Семен Александрович Альтшулер и Борис Михайлович Козырев, благодаря которым исследования в этой области стали интенсивно развиваться, и вскоре Казань стала мировым центром по ЭПР.
За рубежом открытие Евгения Завойского было отмечено посмертным присуждением премии Международного общества магнитного резонанса. В 1991 г. в Казани учреждена Международная премия им. Е.Завойского. Его имя в 1984 году присвоено Казанскому физико-техническому институту КНЦ РАН. Одна из улиц Казани названа именем академика Завойского.
Казань по достоинству гордится одним из своих сыновей, прославивших ее на весь мир.