Казанский федеральный университет присоединяется к акции Минобрнауки России «Научный полк». Мы будем рассказывать о вкладе ученых вуза в Победу, а также о студентах и преподавателях, защищавших Родину на фронтах Великой Отечественной войны.

Выдающийся ученый Семен Александрович Альтшулер (1911–1983) родился в Витебске.  В 1928 г. он стал студентом физико-математического факультета Казанского университета. В 1932 г. молодой выпускник вуза был оставлен в аспирантуре. Он хотел заняться теоретической физикой, и в начале 1933 г. был командирован в Научно-исследовательский институт физики МГУ. Под руководством знаменитого физика-теоретика И. Тамма он приступил к разработке квантовой теории магнитных свойств элементарных частиц и атомных ядер. В 1934 он совместно с И. Таммом предсказал существование магнитного момента у нейтрона, верно оценил его знак и величину. Это был довольно парадоксальный результат (нейтрон не обладает электрическим зарядом), однако впоследствии он был экспериментально подтвержден. Тогда предположение, высказанное в научной работе, казалось настолько необычным, что даже Н. Бор, приезжавший в Москву в 1934 г., решительно возражал против него.

В конце 1934 г. С. Альтшулер был отозван в Казанский университет для чтения лекций. В 1936 г. он защитил в Казани кандидатскую диссертацию «Механические и магнитные моменты атомных ядер». В 1939 г. возникло тесное научное сотрудничество С. Альтшулера с учеными Казанского университета Б. Козыревым и Е. Завойским, который в   1944 г. обнаружил электронный парамагнитный резонанс (ЭПР), сделав одно из крупнейших открытий в современной физике. В довоенный период трое ученых занимались экспериментальными поисками сигнала ядерного магнитного резонанса (ЯМР) на протонах воды. Считается, что в июне 1941 года им удалось наблюдать сигнал ЯМР, но сигнал наблюдался спорадически и плохо воспроизводился.

Война прервала научную деятельность С. Альтшулера. В 1941 г. он посчитал своим гражданским долгом подать заявление об отправке его добровольцем на фронт, хотя у молодого доцента была бронь, а дома ждали семья и девятимесячная дочка Татьяна.

Осенью 1941 г. Семен Александрович был направлен в Военно-политическую академию им. В.И. Ленина, которую окончил через год в звании капитана и был направлен в распоряжение Горьковского артиллерийского центра. А весной 1943 г. он получил назначение в Первую отдельную истребительную противотанковую артиллерийскую бригаду. Его подразделение являлось отдельной бригадой резерва Главного командования. Противотанковая артиллерия – самый опасный род войск, поскольку танки и пушки стреляют друг в друга прямой наводкой.

Со столь «неудачным» назначением связана история, рассказанная С. Альтшулером своим ученикам. Когда пришло время получать назначение в военные части, курсантов вызвали к «большому начальству». В приемной сидел секретарь, готовивший бумаги на каждого курсанта, он спросил у Семена Александровича, не хочет ли тот пойти в минометную часть. Секретарь был уверен, что делает для него большое благо, поскольку минометы стреляют из укрытия по навесной траектории, что было сравнительно безопасно.

«Не хватало еще, чтобы я имел дело с этими самоварами!» – возразил Семен Александрович.

«Ах, самовары?! Тогда пойдешь в противотанковую артиллерию!» – вскипел секретарь.

В апреле 1943 г. бригада С. Альтшулера была направлена на Центральный фронт в район Курска. За участие в операциях на Курской дуге С. Альтшулер был награжден орденом Красной Звезды, считавшимся особенно авторитетным у фронтовиков. В его наградном листе указывалось, что «...в период боев бригады с 6 июня 1943 г. тов. Альтшулер С.А. находился в орудийном расчете батарей и воспитывал в личном составе стойкость и упорство в борьбе с немецкими танками. В районе дер. Самодуровка 1313 Истребительный противотанковый артиллерийский полк 11–12 июля (1943 г.) вел жестокий бой с немецкими танками нового типа Т-6. Тов. Альтшулер, находясь в полку, личным примером показывал образцы бесстрашия. В этих боях полк уничтожил 10 немецких танков...».

За участие в рейде в тыл фашистских войск в Белоруссии он награжден орденом Отечественной войны I степени, за форсирование Одера и за взятие Данцига (Гданьска) – двумя орденами Отечественной войны II степени, медалью «За освобождение Варшавы» и другими медалями.

Закончил войну С. Альтшулер в звании майора в Восточной Пруссии. По запросу Физического института им. П.Н. Лебедева АН СССР Семен Александрович был демобилизован в 1946 г., но в ФИАНе он не остался, а вернулся в Казанский университет на должность доцента кафедры экспериментальной и теоретической физики. Вся дальнейшая научная деятельность физика была направлена на изучение парамагнитного резонанса – «совокупности явлений, связанных с квантовыми переходами, происходящими между энергетическими уровнями макроскопических систем под влиянием переменного магнитного поля резонансной частоты». В 1948 г. им было обнаружено (совместно с Б.  Козыревым и С. Салиховым) влияние сверхтонких магнитных взаимодействий на спектры электронного парамагнитного резонанса. Это позволило рассматривать ЭПР как новый метод исследования конденсированных сред.

В 1952 г. Альтшулером было предсказано новое физическое явление – акустический парамагнитный резонанс (АПР). Сам ученый определял его так: «Акустический парамагнитный резонанс (АПР) заключается в передаче энергии звука системе магнитных частиц, происходящей тогда, когда квант энергии упругих колебаний равен разности энергий магнитных уровней».

С. Альтшулер был признан автором научного открытия «Явление резонансного поглощения звука в парамагнетиках (акустический парамагнитный резонанс)». Оно занесено в Государственный реестр открытий СССР с приоритетом от 9 июня 1952 г. в такой формулировке: «Теоретически установлено неизвестное ранее явление резонансного поглощения звука в парамагнетиках, обусловленное спин-фонными взаимодействиями и наступающее вблизи частот звука и квантовых переходов между магнитными подуровнями тела, обладающего электронным либо ядерным парамагнетизмом».

Семен Александрович Альтшулер создал теорию, открывшую путь к исследованию квантовых свойств твердых тел методами акустического зондирования.

Впервые ядерный акустический резонанс удалось наблюдать в 1955 г., а электронный – в 1959 г. в США после того, как были развиты методы генерации гиперзвука. Метод АПР дал возможность прямого измерения энергии спин-фононного взаимодействия, а также существенно расширил спектроскопические возможности ЭПР.

Развитие исследований в этой области физики парамагнитных кристаллов привело к обнаружению целого ряда новых эффектов: резонансной дисперсии скорости звука, резонансного вращения плоскости поляризации поперечного звука, акустического спинового эха, акустического мазер-эффекта, самофокусировки резонансных акустических волн и т.д. Сформировалось новое направление в физике твердого тела – квантовая акустика.

В декабре 1955 г. С. Альтшулер успешно защитил в Физическом институте АН СССР в Москве докторскую диссертацию «Теория некоторых явлений парамагнитного резонанса». В 1956 г. в Казанском университете была открыта специализация по теоретической физике при кафедре теоретической и экспериментальной физики, которую С. Альтшулер возглавил за два года до этого. К концу первого послевоенного десятилетия физики Казанского университета в условиях острой нехватки экспериментального оборудования сумели получить новые важные результаты в исследованиях парамагнитных кристаллов.

С 1955 г. он работал в Казанском университете в должности профессора. В 1957 г. по приказу министра высшего и среднего специального образования СССР в Казанском университете была открыта проблемная лаборатория радиоспектроскопии, ее первым научным руководителем стал С. Альтшулер. Перед сотрудниками лаборатории стояла задача – в кратчайшие сроки развернуть широкие экспериментальные и теоретические исследования спектров ЭПР и парамагнитной релаксации в ионных кристаллах. Сейчас она называется НИЛ магнитной радиоспектроскопии и квантовой электроники и носит имя С.А. Альтшулера.

В мае 1962 г., в период стремительного развития квантовой электроники, была создана проблемная лаборатория квантовой электроники, неразрывно связанная с лабораторией МРС. В 1963 г. для подготовки специалистов в области магнитного резонанса и лазерной физики была организована кафедра квантовой электроники и радиоспектроскопии. Основным научным направлением кафедры и лаборатории являются исследования конденсированной материи методами магнитного резонанса и оптической спектроскопии, начало которым положили Евгений Завойский и Семен Альтшулер в 1940-50 годы.

Семену Альтшулеру удалось создать в Казани мощный центр радиоспектроскопических исследований. С именем заслуженного деятеля науки РСФСР, члена-корреспондента Академии наук СССР связано становление новых разделов физики конденсированных сред, основанных на открытиях электронного, ядерного и акустического парамагнитных резонансов.