ЕФИМОВ Виталий Николаевич

ЕФИМОВ Виталий Николаевич (Vitaly N. Efimov)ЕФИМОВ Виталий Николаевич (Vitaly N. Efimov)

ЕФИМОВ Виталий Николаевич (Vitaly N. Efimov) (р. 1938) - российский и американский физик-теоретик. В 1960 окончил Ленинградский электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина). В 1961 принят в Физико-технической институт имени А. Ф. Иоффе РАН в Ленинграделабораторию Л.А. Слива в группу М. Я. Амусья, который стал его научным руководителем. В 1966 г. защитил кандидатскую диссертацию, а в 1974 - докторскую. С 1989 г. работает в США, в настоящее время является заслуженным профессором физики в Университете Вашингтона в Сиетле.

В работе 1970 года "Слабосвязанные состояния трех резонансно взаимодействующих частиц" (в англ. варианте "Energy levels arising from resonant two-body forces in a three-body system") предположил существование неизвестных ранее экзотических состояний вещества, позже получивших название "состояния Ефимова".
В 2006 существование таких состояний было подтверждено группой физиков Института экспериментальной физики университета Инсбрука (Institute of Experimental Physics of the University of Innsbruck), возглавляемой Рудольфом Гриммом (Rudolf Grimm) в сверхохлажденном газе из атомов цезия. Для того, чтобы между тремя частицами возникла описанная Ефимовым квантовая связь, требуется, чтобы они находились строго на определенном удалении друг от друга. Когда расстояние между частицами увеличивается в 22.7 раза, состояние Ефимова возникает снова, а дальнейшее увеличение расстояния приводит к бесконечной череде состояний Ефимова. В 2009 были получены уже не только триплеты,но и состояния, связывающие четыре атома, а также триплеты из атомов разных веществ — калия и рубидия.  В 2014-15 гг. были получены триплеты из атомов гелия (группой немецких и российских физиков под руководством Максима Куницкого из университета Гете во Франкфурте), а также состояния второго уровня группой Р. Гримма.Кольца Борромео

 

В настоящее время предполагается, что "триплеты" Ефимова можно уподобить т.н. кольцам Борромео (см. рис.), устойчивую систему из трех колец, где любые два кольца не образуют устойчивую пару. Подобные структуры могут образовывать "другую" материю, которая будет подчиняться "физике Ефимова".

М.Я. Амусья «Эффект Ефимова» (Из воспоминаний "Полвека в Физтехе. (Путешествие вне столбовой дороги)."

Я хочу здесь вернуться к моему первому «ученику – пионеру» Виталию Ефимову, которого оставил в данном повествовании в его начале, один на один с «твёрдыми шарами». Он был равнодушен к моему перемещению в атомную физику – его вполне устраивала ядерная. Передвинуть его принудительно с ядра на атом я не мог: это полностью нарушало бы принцип свободы выбора направления исследований, соблюдавшийся в Физтехе неукоснительно, насколько я знаю, во всяком случае, у теоретиков. Препятствовал бы такому перемещению и наш научный руководитель Слив.
Не помог мне и Мигдал, Виталия, во время моего «подавления», не дубасивший. Поэтому Ефимов спокойно занимался себе изучением вклада трёхчастичных столкновений в энергию и спектр упомянутого выше газа твёрдых шаров.
Спокойствие нарушилось, когда он обнаружил, что если каждая пара в тройке частиц обладает большой «длиной рассеяния», иначе говоря, несмотря на короткий радиус действия межчастичных сил, они «чувствуют» друг друга на большом расстоянии, в рассматриваемой системе трёх частиц возникают совершенно новые связанные состояния. Вполне возможно, что пары и не образуют связанного состояния, но такие состояния в большом числе возникают у троек. После некоторого периода обсуждений стало ясно, что причина указанного явления в том, что каждая пара воздействует на третью частицу потенциалом притяжения, убывающим как квадрат расстояния между этой парой и третьей частицей. Именно поэтому число связанных уровней в тройке пропорционально логарифму отношения длины рассеяния к радиусу действия сил.
Результат Ефимова объяснял, почему в модели сил нулевого радиуса три частицы, описываемые уравнениями Скорнякова – Тер-Мартиросяна, приобретали, согласно Грибову – Данилову, бесконечное число связанных состояний. Этот очевидно нефизический результат оставлял чувство неудовлетворения у специалистов. Согласно Ефимову, причина этой бесконечности в том, что сил нулевого радиуса действия в природе быть не может.
Первая задача, которую он перед собой поставил (помимо аккуратного теоретического вывода), состояла в том, чтобы найти природное проявление обнаруженного или предсказать результаты предлагаемого эксперимента. К сожалению, в ядерной физике отношение длины рассеяния к радиусу сил не больше десятка, а логарифм этого числа чуть больше двух. Поэтому речь могла идти и об одном-двух уровнях. Ефимов отметил, что возможно ядро углерода С12 связывается из трёх частиц –ядер гелия, согласно предложенному им механизму. Образование же С12 есть ключевой момент в процессе создания тяжёлых элементов во Вселенной.
Первое существенное обсуждение работы вне семинара Слива состоялось, насколько помню, летом 1970 в Новосибирске, во время Международного симпозиума по структуре ядра. Помимо Грибова и Л. Д. Фаддеева (автора знаменитых в теории трёх тел уравнений его имени) и Ефимова, в обсуждении принял участие и я. Фаддеев работу сразу оценил высоко, хотя Ефимов уравнений Фаддеева и не использовал. Грибов сказал: «Если бы это было правдой, это было бы чёрт знает что». Это оказалось правдой, что дополнительно проверил рецензент статьи Ефимова в Physics Letters в 1972. Он не только воспроизвёл результат Виталия с помощью уравнений Фаддеева и послал свой вывод в журнал вместе с положительной рецензией, но и ввёл в литературу понятия «эффект Ефимова» и «уровни Ефимова».
В 1974 Виталий защитил в ИТЭФе докторскую, притом единственным, кто возражал, был проф. К. А. Тер-Мартиросян, почему-то увидевший в Ефимове карьериста. Общими усилиями Карена нейтрализовали, и он при голосовании воздержался. Подозрения были неосновательными. Время показало, что и в проекции на будущее Тер-Мартиросян был абсолютно неправ.
С того времени Виталий сосредоточился на изучении открытого им явления, всё в большей мере обнаруживая его универсальность.
Свои результаты он публиковал, но тщательнейшим образом сделанные и отшлифованные статьи его появлялись, естественно, нечасто. Эта тщательность, требовательность к себе и другим и принципиальность были его маркой. Стоило сделать ему одно – два замечания на странице статьи, и он тщательно перерабатывал, не препираясь, её всю. Некачественная статья, малорезультативная (по его мнению) работа или обязательное вступление в Фонд помощи, к примеру, голодающим детям Африки встречали нередко раздражающее окружающих одинаково стойкое сопротивление Виталия.
Имя эффекта давало автору известность, но не сказалось достаточно позитивно на его обеспечении работой, когда Ефимов уехал в США. При этом всё больше людей в мире занимались изучением этого эффекта, получая в результате постоянные университетские позиции. «Эффект Ефимова» стал непременной темой специальных заседаний на конференциях по проблеме трёх (или нескольких) тел. Начали появляться работы по его изучению в атомной и молекулярной физике, где отношения длины рассеяния к радиусу действия сил бывали нередко гораздо больше, чем в ядерных объектах.
И, тем не менее, не было ещё прямого обнаружения «уровней Ефимова». К эффекту привыкли относиться как к некоему теоретическому курьёзу, избегаемому, по какой-то причине, природными объектами. Ситуация резко изменилась, когда предметом исследований стал полуприродный объект – «атомы в ловушке» – группы из тысяч атомов, удерживаемых в изоляции от стенок сосудов электромагнитным полем. Воздействуя на такие группы атомов лазерным излучением, экспериментаторы научились контролируемо менять длину рассеяния атомов, доводя отношение длины рассеяния к радиусу сил до десятков и сотен тысяч. «Уровни Ефимова» стали интенсивно наблюдаемой реальностью, открылись многогранность и универсальность явления, что привело к появлению названия «Вселенная Ефимова» (Efimov’s world). Словом, может ещё потребоваться и чёрный фрак. Чем чёрт не шутит, как говаривали в старину, не столь уж тёмную, если вдуматься.
Одно вызывает досаду – применение идей Ефимова к атомно-молекулярным системам, и далее, к атомам в ловушках было сделано не им, не в ФТИ и не в ЛИЯФе – ПИЯФе, а это жаль. Конечно, «нет пророка в своём отечестве», но чтоб уж до такой степени... Себя также виню в том, что не уговорил Виталия уже много лет назад расширить область «подозреваемых» объектов.

Теги: