В этой заметке мы хотели бы отметить некоторые научные достижения С.А. Альтшулера в областях, близких нашим научным интересам, и поделиться своими воспоминаниями о встречах и беседах с ним. Следует, прежде всего, отметить, что С.А. Альтшулер был ближайшим <соратником> Е.К. Завойского, его соавтором ряда первых основополагающих работ по ЭПР, явления, экспериментально открытого Е.К. Завойским в 1944 году в Казанском Госуниверситете. После отъезда Е.К. Завойского из Казани С.А. Альтшулер оказался научным лидером исследований в этом направлении в Казани.
Наиболее значительный, на наш взгляд, вклад в физику магнитного резонанса С.А. Альтшулер внес в исследования динамики спиновых систем, включая механизмы спин-решеточной релаксации, спин-спиновых взаимодействий. Ему принадлежат важные результаты исследований различных механизмов спин-решеточной релаксации, в том числе разработка теории спин-решеточной релаксации, обусловленной модуляцией магнитных взаимодействий (т.н. механизм Валлера) и обменных взаимодействий. На основе результатов исследований спин-решеточной релаксации С.А. Альтшулер предсказал и теоретически обосновал явление акустического парамагнитного резонанса (АПР) - явления резонансного поглощения ультразвука спиновыми системами.
Это предсказание и последовавшие экспериментальные исследования этого явления существенно обогатили физику магнитного резонанса и ее применений в исследованиях конденсированных сред, дополнив методы ЭПР и ЯМР.
Будучи физиком-теоретиком, С.А. Альтшулер проявлял также большой интерес к экспериментальным исследованиям. Он неоднократно бывал в ФИАНе, глубоко интересуясь работами, проводимыми в лаборатории колебаний в области радиоспектроскопии, особенно развитием исследований по электронному парамагнитному резонансу (ЭПР).
Работы в области радиоспектроскопии были начаты в ФИАНе А.М. Прохоровым с сотрудниками в конце 40-х годов и до 1953 года были сосредоточены на исследованиях колебательно-вращательных спектров молекулярных газов в диапазоне СВЧ. С 1953 года возникло новое направление работ по радиоспектроскопии - ЭПР-спектроскопия кристаллов, которое было начато под руководством А.М. Прохорова аспирантом А. Маненковым*. Это направление довольно быстро и успешно развилось, чему способствовала высокая экспериментальная <СВЧ-культура> в лаборатории колебаний, сформированная А.М. Прохоровым еще в лаборатории ускорителей ФИАН, а затем работами в области газовой радиоспектроскопии. Другим источником успешного развития работ по ЭПР-спектроскопии явилась высокая <кристаллическая культура> Института кристаллографии, с которым мы установили очень тесные творческие и дружеские связи. Здесь особенно надо отметить роль сотрудников ИКАН Б.Н. Гречушникова, А.А. Поповой и В.Я. Хаимова-Маль-кова, которые обеспечивали наши исследования кристаллами рубина и другими кристаллами с варьируемыми параметрами.
Уже в 1953-54 гг. в лаборатории колебаний нами были разработаны и созданы в <металле> уникальные ЭПР-спектрометры, в том числе супергетеродинный, развита их теория.
Эти разработки оказали существенное влияние на развитие экспериментальных работ в области ЭПР-спектроскопии как у нас в лаборатории, так и в других лабораториях в СССР. Надо отметить, что в то время (начало 50-х годов) промышленных (коммерчески доступных) ЭПР-спектрометров не было не только в нашей стране, но и за рубежом.
В 1954-55 гг. нами были впервые выполнены исследования ЭПР-спектров ионов группы железа и редких земель в ряде кристаллов**. Здесь прежде всего надо отметить исследования ЭПР в рубине Cr3+:Al2O3, позволившие впервые определить тонкую и сверхтонкую структуры спектров, волновые функции основного состояния Cr3+ в кристалле, механизмы уширения линий ЭПР.
Результаты этих исследований оказали принципиальное влияние на развитие работ в области ЭПР и приложений. Особенно отметим, что они явились основой создания высокоэффективных квантовых усилителей СВЧ (твердотельных мазеров)***. В свою очередь работы по рубиновым мазерам оказали существенное влияние на дальнейшее развитие квантовой электроники: успех в разработке таких мазеров стимулировал продвижение принципов квантовой электроники в оптический диапазон. Не случайно, что первым квантовым генератором оптического диапазона, названным впоследствии лазером, оказался мазер на рубине. Это связано с двумя обстоятельствами: первое - хорошо изученные к тому времени ЭПР-спектры рубина в СВЧ-диапазоне и успешное развитие СВЧ мазеров на его основе, второе - детальные исследования оптических спектров рубина, показавшие значительную степень подобия СВЧ и оптических спектров рубина (природа и характеристики основного (4А2) и возбужденного (2Е) энергетических состояний ионов Cr3+, в этом кристалле, используемых и СВЧ и оптических мазерах, соответственно, механизмы уширения линий ЭПР в СВЧ диапазоне и R-линий люминесценции). Основываясь на этих соображениях, мы еще в 1958 году рассматривали возможность оптической накачки рубина для создания мазеров, но к сожалению, не нашли подходящего источника накачки для реализации этой идеи. Позднее Мейман (США, 1960), используя в качестве такого источника импульсную газоразрядную лампу, впервые продемонстрировал работу оптического мазера на рубине.
Приведенные выше примеры ясно, как нам кажется, демонстрируют влияние исследований ЭПР в кристаллах на становление и развитие квантовой электроники. Эти примеры можно значительно расширить, но это - тема отдельной статьи.
Мы привели фрагменты некоторых первых наших работ в области ЭПР в связи с воспоминаниями о С.А. Альтшулере. Как было отмечено выше, Семен Александрович глубоко интересовался этими нашими работами, и, возможно, наши контакты и обсуждения с ним результатов и проблем ЭПР и квантовой электроники, оказали некоторое влияние на проводимые под его руководством исследования в Казанском Университете.
Надо отметить, что в те годы, когда формировались идеи квантовой электроники и появлялись многообещающие результаты в этой области, в нашей стране (да и в других странах), возникали новые лаборатории и институты. С.А. Альтшулер был одним из очень активных инициаторов в этом направлении. Под его руководством в Казанском Университете и других учебных и научных учреждениях Казани (Физико-технический институт Казанского филиала АН СССР, Авиационный институт и др.), были созданы проблемные лаборатории и кафедры, основной тематикой специализации которых стали ЭПР-спектроскопия и квантовая электроника. В успехах, достигнутых в этих направлениях казанскими учеными, конечно, огромная заслуга С.А. Альтшулера, о чем мы упомянули в начале заметки. Можно с уверенностью сказать, что С.А. Альтшулер сформировал в Казани школу физиков - крупных специалистов в области ЭПР, физики твердого тела, квантовой электроники, высокий уровень исследований которых широко известен в нашей стране и за рубежом.
Эту школу по праву можно назвать школой С.А. Альтшулера.
Высокий авторитет Семена Александровича как одного из основоположников ЭПР-спектроскопии широко известен во всем мире и его имя навсегда вписано в историю науки.
В заключении этих заметок мы хотели бы также отметить высокие моральные качества Семена Александровича, его человеческую скромность и обаяние. Мы с большой теплотой вспоминаем о встречах и беседах с ним.