В.Л.Гнзбург, В.Н.Гаврин, Н.А.Добротин, В.А.Матвеев, И.В.Ракобольская, О.Г.Ряжская, А.Н.Скринский, Е.Л.Фейнберг, Г.Б.Христиансен, А.Е.Чудаков ГЕОРГИЙ ТИМОФЕЕВИЧ ЗАЦЕПИН (к 80-летию со дня рождения, перепечатано из журнала УФН (1997) т.167, вып.5)

Судя по анкетным данным, академику Георгию Тимофеевичу Зацепину в этом году исполняется 80 лет. Он родился 28 мая 1917 г. в Москве, на Арбате, в семье известного хирурга Т.С.Зацепина.

Г.Т.Зацепиным создана большая научная школа теоретической и экспериментальной физики космических лучей, нейтринной физики и астрофизики, которая выходит далеко за рамки России и бывшего Советского Союза и играет большую роль в странах Европы, Америки и Азии. Вопреки анкетным данным Георгий Тимофеевич по-прежнему молод, по-прежнему полон новых научных идей и замыслов, по-прежнему доброжелательно и очень остро реагирует на любые новые научные предложения, по-прежнему окружен молодежью, которой он уделяет много внимания.

Свою жизнь в науке Георгий Тимофеевич связал с областью физики, называемой космическими лучами. Он один из любимых учеников академика Д.В.Скобельцына и так же, как и его учитель, считает, что «космические лучи – бесспорно одно из интереснейших явлений современной физики, изучение которого дало весьма значительные результаты и представляет исключительный интерес»... Круг интересов Г.Т.Зацепина необычайно широк и разнообразен, он и физик-экспериментатор, и генератор блестящих теоретических идей, как правило, оправдываемых экспериментом. Начав свою научную деятельность с изучения в то время (40-ые годы) нового явления – широких атмосферных ливней (ШАЛ), сделав пионерские исследования на Памире, Георгий Тимофеевич не только понял и сформулировал в конце 40-ых годов принципиально новые закономерности развития ШАЛ на базе открытого им ядерно-каскадного процесса, но и получил основные характеристики этого процесса, а именно, характеристики нуклон-ядерных взаимодействий при очень высоких энергиях (10¹²-10¹⁴ эВ): приблизительное постоянство сечения неупругого взаимодействия первичного нуклона, сохранение первичным нуклоном около половины своей энергии при неупругом соударении, скейлинговое поведение инклюзивных сечений рождения пионов во фрагментационной области и др. Только спустя четверть века все эти закономерности были подтверждены экспериментами на ускорителях. В это же время Г.Т.Зацепин предлагает и создает новую методику исследования ШАЛ – метод коррелированных годоскопов. Эта методика была реализована под руководством Г.Т.Зацепина и др. при создании установок ШАЛ в МГУ и на Памире. Одновременно Георгий Тимофеевич предлагает и блестяще разрабатывает математическую теорию ядерно-каскадного процесса.

В начале 60-ых годов Георгий Тимофеевич начинает исследование проникающей компоненты космического излучения: мюонов и нейтрино. В Физическом институте АН СССР им.П.Н.Лебедева создаётся лаборатория нейтрино. Георгий Тимофеевич вместе с сотрудниками закладывает фундамент совершенно новых направлений - нейтринной астрономии и нейтринной астрофизики. В лаборатории развиваются методы детектирования солнечных нейтрино, позволяющие осуществить нейтринную спектроскопию Солнца, получить информацию о термоядерных реакциях, протекающих в недрах звезды и обеспечивающих её энергетику. Под руководством Г.Т.Зацепина создается и развивается новый галлий-германиевый метод. Методы изучения огромных потоков нейтринного излучения, сопровождающих коллапс звёзд, также впервые в мире и на двадцать лет раньше, чем в других лабораториях, стали разрабатываться в нейтринной лаборатории Г.Т.Зацепина.

В середине б0-ых годов Г.Т.Зацепин совместно с В.А.Кузьминым предсказывает эффект, получивший название эффекта Зацепина, Грейзена, Кузьмина, который заключается в том, что при Метагалактическом происхождении космических лучей сверхвысоких энергий существует обрезание их энергетического спектра в области 3*10¹⁹ эВ из-за взаимодействия с тепловым 3^оК излучением Вселенной. Дальнейшее рассмотрение вопроса о происхождении космических лучей сверхвысоких энергий неизменно проводится с учётом этого эффекта. Эта теоретическая работа в эпоху, когда создаются гигантские установки ШАЛ (ШАЛ-1000, проект Оже), остаётся важнейшей в физике космических лучей, так как строго ограничивает предельное время существования космических лучей сверхвысоких энергий (10¹⁹ эВ) во Вселенной и, стало быть, важна для идентификации источников космических лучей.

Другое замечательное предложение Г.Т.Зацепина (совместно с А.Е.Чудаковым), появившееся в начале 60-ых годов, касается возможности использования черенковского излучения ШАЛ для регистрации источников космического излучения, начиная с энергий порядка 10¹² эВ, так как даже при этих энергиях в атмосфере генерируется значительный поток оптических фотонов, наблюдаемый в течение десятков наносекунд. Эта работа определила судьбу наземной гамма-астрономии высоких энергий и предопределила современные успехи в наблюдении Галактических (Краб) и внегалактических (Маркарьян-427) объектов.

В конце 1970 г. лаборатория нейтрино была преобразована в Отдел лептонов высоких энергий и нейтринной астрофизики (ЛВЭНА) уже во вновь созданном по инициативе академика М.А.Маркова Институте ядерных исследований АН СССР. С тех пор Г.Т.Зацепин – бессменно заведующий этим отделом. Под научным руководством Г.Т.Зацепина и А.Е.Чудакова на Северном Кавказе, в долине реки Баксан, была построена первая в мире Нейтринная обсерватория, предназначенная для изучения мюонов и нейтрино атмосферного и астрофизического происхождения. На нейтринной обсерватории в настоящее время проводится российско-американский эксперимент с использованием галлий-германиевого метода (SAGE) для регистрации солнечных нейтрино. В отделе ЛВЭНА для изучения различных компонент проникающего излучения под землёй были созданы огромные сцинтилляционные телескопы: «Коллапс» в шахтах Артёмовска и LSD под Мон Бланом (совместно с Италией). Кроме того, строится двухкилотонная сцинтилляционно-трековая установка LVD под Гран Сассо (совместно с Италией).

В последний период Георгием Тимофеевичем и его сотрудниками получены результаты фундаментальной важности. С помощью галлий-германиевого метода обнаружен дефицит нейтринного излучения низких энергий, рождённого, в основном, в p-p реакции водородного цикла Солнца (независимо этот эффект был также найден детектором GALLEX, Гран Сассо), что не может быть объяснено более низкой температурой недр Солнца. Разработана теория генерации атмосферных мюонов и нейтрино, которая подтверждена экспериментально как с использованием сцинтилляционных телескопов, так и с помощью подземной установки, созданной под руководством Г.Т.Зацепина в МГУ на основе нового метода рентген–эмульсионных камер.

Наряду с исследованием генерации мюонов (энергетический спектр и угловое распределение) исследовано также сечение неупругого взаимодействия мюонов с рождением адронов в области энергий, существенно превышающих ускорительные. Разработана и экспериментально подтверждена теория генерации ядерно-активной компоненты космических лучей под землёй. Разрабатывается теория генерации и методы детектирования нейтрино сверхвысоких энергий.

Творческая активность и энциклопедические познания в физике, медицине, истории, блестящая память по-прежнему привлекают к Георгию Тимофеевичу многих людей – юных, молодых и пожилых. Последние 15 лет Г.Т.Зацепин бессменно заведует кафедрой космических лучей МГУ и очень странно рядом с его именем видеть эту цифру 80.

Будьте здоровы, Георгий Тимофеевич.

Побольше вам счастливых дней.