Գուրգեն Ասկարյան

Գուրգեն Աշոտի Ասկարյան (), հայ նշանավոր ֆիզիկոս է, ով հայտնի է լույսի ինքնակիզակետման երևույթի իր հայտնագործությամբ, ճառագայթման և նյութի փոխազդեցության վերաբերյալ իր ուսումնասիրություններով, ինչպես նաև բարձրաէներգիական մասնիկների և հոծ նյութի փոխազդեցության (Ասկարյանի էֆեկտ) հայտնագործությամբ և հետազոտությամբ։

Կենսագրություն 
Գուրգեն Ասկարյանը ծնվել է 1928 թ.-ին Մոսկվայում բժիշկներ Աշոտ Ասկարյանի և Աստղիկ Ասկարյանի ընտանիքում։ 18 տարեկանում Գուրգեն Ասկարյանն ընդունվում է Մոսկվայի պետական համալսարանի Ֆիզիկայի ֆակուլտետ, որտեղ նա սկսում է իր առաջին հետազոտական աշխատանքը՝ մասնագիտանալով միջուկային ֆիզիկայի բնագավառում։ 1952 թ.-ին ավարտելով համալսարանը՝ ընդունվում է Մոսկվայի քիմիական ֆիզիկայի ինստիտուտի բարձրագույն դպրոց։ 1953 թ.-ին այնտեղից տեղափոխվում է Լեբեդևի անվան Ֆիզիկայի ինստիտուտ, որտեղ 1957 թ.-ին ստանում է գիտությունների թեկնածուի աստիճան։ Լինելով ավելի քան 200 գիտական աշխատությունների հեղինակ՝ Գուրգեն Ասկարյանը նշանակալի ներդրում ունի բարձր էներգիաների ֆիզիկայի, ակուստիկայի և օպտիկայի բնագավառներում։ Իր հանրահայտ՝ լույսի ինքնակիզակետման երևույթի բացահայտման համար նա արժանացել է այդ տարիներին Խորհրդային միության բարձրագույն գիտական պարգևի։ 1992 թ.-ին՝ գիտությունների դոկտորի աստիճան ստանալուց կարճ ժամանակ անց, նրա մոտ ծագեցին առողջական խնդիրներ, որոնք ուղեկցվում էին իր քրոջ՝ Գոհար Ասկարյանի առողջության վատթարացմամբ։ Նրանք երկուսն էլ մահացան նույն օրը՝ 1997 թ.-ի մարտի 2-ին, իրենց մոսկովյան բնակարանում, սրտային հիվանդության պատճառով։

Գիտական գործունեությունը

Բաց թողնված Նոբելյան մրցանակը 
Իր ուսման երրորդ տարում Ասկարյանը առաջարկում է լիցքավորված արագ մասնիկների գրանցման նոր եղանակ։ Իր միտքը հետևյալն էր. ենթադրենք՝ ունենք գերտաքացած թափանցիկ հեղուկ։ Շատ փոքր քանակությամբ էներգիան բավարար է, որպեսզի այն հասցնի եռման վիճակի։ Թողնենք, որ լիցքավորված արագ մասնիկը անցնի այդպիսի հեղուկի միջով։ Մասնիկը կծախսի իր էներգիան իր հետագծին մոտ գտնվող ատոմների իոնիզացման վրա։ Այս ծախսված էներգիան կվերածվի ներքին՝ ջերմային էներգիայի, որը բավարար կլինի հետագծին մոտ գտնվող հեղուկի եռման համար։ Սրա հետևանքով հետագիծը գդառնա դիտելի, որովհետև բազմաթիվ պղպջակներ կառաջանան դրա երկայնքով։

Ասկարյանը քննարկել է այս առաջարկը իր մի քանի ուսուցիչների և համակուրսեցիների հետ, և նրանցից ոչ ոք չի առարկել նման եղանակի հնարավորությանը՝ թեև նրանցից և ոչ ոք չի օժանդակել իրեն՝ իրագործելու այս միտքը։ Այդ տարիներին Ասկարյանը փորձառու չէր գիտական հետազոտության ձևերի և մեթոդների մեջ։ Նա անգամ չհրապարակեց իր այս գաղափարը։ Եվ ահա, մի քանի տարի անց՝ 1952 թվականին, այս գաղափարը կիրարկվեց ամերիկացի ֆիզիկոս Դոնալդ Գլասերի կողմից, ով ստեղծեց այս մեթոդով աշխատող «պղպջակային խցիկ» անունով հանրահայտ սարքը։ Այս սարքն այնքան արդյունավետ էր բարձր էներգիաների ֆիզիկայում, որ Գլազերը այդ գյուտի համար 1960 թ.-ին արժանացավ Նոբելյան մրցանակի։ Այս իրադարձությունը մեծ ազդեցություն գործեց Ասկարյանի վրա. նա մի կողմից, իհարկե, ցնցված էր, որ Նոբելյան մրցանակն իրենից այդքան փոքր հեռավորության վրա անցավ, բայց մյուս կողմից՝ դա իրեն մեծ ինքնավստահություն հաղորդեց։

Տիեզերական ճառագայթները և ձայնային ալիքները 
Գուրգեն Ասկարյանը հայտնաբերել և մանրամասնորեն հետազոտել է բազմաթիվ երևույթներ, այդ թվում՝ բարձաէներգետիկ մասնիկների անցումը հոծ նյութերի միջով (հեղուկ կամ պինդ մարմին)։ Նա ցույց է տվել, որ հադրոն-էլեկտրոն-ֆոտոն փնջերը և նույնիսկ առանձին արագ մասնիկները կարող են ծնել ձայնային իմպուլսներ։ Իոնիզացման վրա ծախսված էներգիան վերածվում է ջերմային էներգիայի, և հետագծի հարակից տիրույթը ենթարկվում է արագ ջերմային ընդարձակման՝ ասյպիսով ծնելով ձայնային ալիքներ։ Այս արդյունքները նոր մոտեցում առաջ բերեցին տիեզերական ճառագայթների հետազոտության ոլորտում։ Նախկինում տիեզերական ճառագայթների հետազոտություններն հիմնված էին տիեզերական ճառագայթների և գրանցող սարքերի անմիջական փոխազդեցության վրա։ Ասկարյանի ստացած արդյունքներն այս անգամ հնարավորություն տվեցին գրանցելու տիեզերական ճառագայթների փնջերը և առանձին մասնիկները՝ օգտագործելով ձայնային ընկալիչներ՝ տեղակայված փոխազդեցության պրոցեսից որոշ հեռավորության վրա։

Տարիներ առաջ պլանավորվեց, որպես գլոբալ մոնիթորինգի բաղկացուցիչ մաս, ծովի ջրի և տիեզերական ճառագայթների փոխազդեցության հետևանքով առաջացած ձայնային ալիքների միջոցով գրանցել բարձրաէներգիական մասնիկները և դրանց փնջերը։

Տիեզերական ճառագայթները և էլեկտրամագնիսական ալիքները 
Ասկարյանը նաև ցույց է տվել, որ տիեզերական ճառագայթների փնջերն արձակում են էլեկտրամագնիսական ալիքներ, այսպիսով ընձեռելով դրանց գրանցման նոր հնարավորություն։ Նախքան Ասկարյանի այս հայտնագործությունը կարծում էին, թե էլեկտրոն-ֆոտոնային փնջերը չեն ճառագայթում էլեկտրամագնիսական ալիքներ, քանի որ էլեկտրոններն ու պոզիտրոնները ծնվում են զույգերով։ Ասկարյանի վերլուծությունները ցույց տվեցին, որ փոխազդեցության պրոցեսում առկա է բացասական լիցքի ավելցուկ (էլեկտրոնային ավելցուկ)։ Այս հավելյալ էլեկտրոնները կա՛մ պոկվում են ատոմներից ֆոտոէֆեկտի միջոցով, կա՛մ ծնվում են իոնիզացիայի հետևանքով։ Միևնույն ժամանակ՝ անիհիլյացիայի հետևանքով պոզիտրոնների քանակը փնջում նվազում է։ Այսպիսով, առաջանում է տվյալ փնջի ավելցուկային էլեկտրոններով պայմանավորված էլեկտրական հոսանք։ Այս փոփոխական հոսանքն էլ հենց էլեկտրամագնիսական ալիքների առաքման աղբյուրն է։ Այս հետազոտությունները նոր հեռանկարներ բացեցին տիեզերական ճառագայթների հեռակա գրանցման համար։ Ներկայում բազմաթիվ ռադիոաստղագիտական կայաններ կատարում են տիեզերական ճառագայթների ուսումնասիրություններ՝ հիմնված վերջիններիս գրանցման հենց այս եղանակի վրա։

Հզոր լազերային ճառագայթները և ճառագայթային ակուստիկան 
Ավելի ուշ Գուրգեն Ասկարյանը ցույց տվեց, որ հզոր լազերային ճառագայթները, անցնելով նյութի միջով, նույնպես ծնում են ձայնային ալիքներ։ Այս երևույթը կարող է կիրառվել, օրինակ, նյութի մշակման կամ դրա քայքայման համար։
Այս ուսումնասիրությունների արդյունքում ծնվեց ֆիզիկայի նոր բնագավառ՝ ճառագայթային ակուստիկան, որի հիմնադիրն, անխոս, Գուրգեն Ասկարյանն էր։

Լազերային իմպուլսների և նյութի փոխազդեցությունը 
Լազերների հայտնագործումից հետո Ասկարյանը սկսեց հետազոտել լազերային ճառագայթների և տարատեսակ նյութերի փոխազդեցությունները։ Այդ տարիներին լազերների հետ աշխատող ֆիզիկոսները սովորություն ունեին բարակ մետաղական շերտերը (սովորաբար՝ ածելու սայրերը) ծակել լազերային ճառագայթի միջոցով, դա, կարելի է ասել, յուրահատուկ խաղ էր դարձել նրանց համար։ Ասկարյանը նկատում էր, որ լազերային ճառագայթի միջոցով արված անցքերը երկու տեսակի էին։ Երբ նա այդպիսի անցք բացելու համար օգտագործում էր միջին հզորության լազեր, անցքի եզրը ստացվում էր շատ ողորկ, կարծես՝ մետաղն այդ հատվածում հալվում էր (և դա իրոք այդպես էր)։ Բայց երբ այդպիսի անցքի համար օգտագործվում էր հզոր լազերային ճառագայթ, անցքի եզրերն անհարթ էին ստացվում, կարծես՝ անցքը կոտրվածքի հետևանք էր, ոչ՝ հալման։ Սկզբում Ասկարյանը ենթադրեց, որ դա հետևանք է լույսի ճնշման, որը կոտրում է անցքի հատվածը, բայց պարզ հաշվարկը ցույց տվեց, որ դա սխալ ենթադրություն էր։

Խնդիրն ավելի ուշ իր լուծումը ստացավ Գ. Ասկարյանի և Ո. Ի. Մորոզի կողմից։ Բացատրությունն հետևյալն էր։ Հզոր լազերից առաքված ճառագայթն այնքան մեծ հզորությամբ էր բախվում մետաղական մակերևույթին, որ մակերևութային շերտը գոլորշանում էր՝ նախքան ճառագայթը կհասներ հաջորդ շերտին։ Գոլորշին անջատվում էր մակերևույթից, որից առաջացած հարվածային ուժն ազդում էր ճառագայթի անկման վայրից դուրս գտնվող տիրույթի վրա։ Այդ ուժը թվապես հավասար էր միավոր ժամանակում առաքված գոլորշու իմպուլսին։ Հզոր լազերի դեպքում այս ուժն այնքան մեծ էր, որ ճառագայթի անկման կետի շրջակայքում մետաղը պատռվում էր։ Գոլորշացած մետաղի ճնշումը շատ կարգերով մեծ էր լազերային ճառագայթի էլեկտրամագնիսական ճնշումից։ Այս տեխնոլոգիան այժմ կիրառվում է լազերների միջոցով կառավարելի ջերմամիջուկային ռեակցիաների ընթացքում միջուկային վառելիքի սեղմման համար։

Ճառագայթների ինքնակիզակետումը 
Ասկարյանի թերևս ամենից փայլուն հայտնագործություններից մեկը լույսի ինքնակիզակետումն էր։ Միջինում երրորդ կարգի ոչ գծային բևեռացման դեպքում բեկման ցուցիչը կարող է ներկայացվել հետևյալ տեսքով՝ n = n0 + n2I, որտեղ n0-ն գծային բեկման ցուցիչն է, n2-ը օպտիկական հաստատուն է, որ բնութագրում է օպտիկական ոգծայնության աստիճանը, իսկ I-ն՝ճառագայթի գաուսյան ինտենսիվությունը։ Ինքնակիզակետման երևույթը կարող է հանդիպել, երբ ուղղայահաց բաղադրիչի ոչ համասեռ բաշխմամբ ճառագայթը (օրինակ՝ գաուսյան տիպի) անցնում է մի նյութի միջով, որում n2-ը դրական է։ Երբ լույսի հզոր ճառագայթն անցնում է այսպիսի ոչգծայնությամբ (Կեռի ոչգծայնություն) միջավայրով, միջավայրի բեկման ցուցիչը ճառագայթի ներսում դառնում է ավելի մեծ, քան նրանից դուրս։ Եթե էլեկտրական դաշտը բավականաչափ հզոր է, ապա ճառագայթը կծնի դիէլեկտրիկ ալիքատար, ինչը կսահմանափակի կամ ամբողջովին կբացառի ճառագայթի տարամիտությունը։ Ասկարյանն այս երևույթն անվանեց ինքնակիզակետում։ Ինքնակիզակետման երևույթի հայտնագործությունը նոր ոլորտ ստեղծեց ոչ գծային էլեկտրադինամիկայում և օպտիկայում։

Ասկարյանի էֆեկտ 
Ասկարյանի էֆեկտը, որ տեսականորեն կանխատեսվել էր Ասկարյանի կողից 1962 թ.-ին, համանման է Վավլիով-Չերենկովի երևույթին` մինչդեռ այս դեպքում հոծ և ռադիոալիքների համար թափանցիկ միջավայրում (օրինակ` աղ, սառույց կամ լուսնային ռեգոլիտ) լույսի արագությունից ավելի արագ շարժվող մասինկը ծնում է լիցքավորված երկրորդային մասնիկների փունջ, որը պարունակում է լիցքային անհամասեռություն և, այսպիսով, սպեկտրի կարճալիք կամ ռադիոալիքային տիրույթում ճառագայթում է կոհերենտ ալիքների կոն։ Այս երևույթն ունի առանցքային նշանակություն հոծ միջավայրերի միջոցով գերբարձր էներգիաներով նեյտրոնների հայտնաբերման ասպարեզում։

Այլ ձեռքբերումներ
Ասկարյանն առաջինը հասկացավ, որ Լուսնի մակերևույթի առաջին մի քանի մետրը, հայտնի՝ ռեգոլիթ անվամբ, պետք է բավականաչափ թափանցիկ լինի՝ հայտնաբերելու համար մասնիկային փնջերի լիցքային ավելցուկից առաջացող կարճալիք ճառագայթումը։ Ռեգոլիթի թափանցիկությունը ռադիոտիրույթում հետագայում հաստատվել է «Ապոլոն» առաքելության ժամանակ։

Ասկարյանը, Լևինի հետ համատեղ, հայտնաբերել էր օժանդակ բարձրհաճախականային դաշտերի այնպիսի համադրություն, որը կկարողանար ապահովել էլեկտրոնային փնջի կայունությունը արագացման ընթացքում։

Հոդվածների ընտրանի

Տես նաև 
Ասկարյանի էֆեկտ

Ծանոթագրություններ

Արտաքին հղումներ 
Status and Outlook of Experimental Studies of Askaryan RF Radiation 
Neutrino Astrophysics with the Askaryan Effect 
Observation of the Askaryan Effect

Հայ ֆիզիկոսներ
Մոսկվայի պետական համալսարանի շրջանավարտներ
Ֆիզիկոսներ այբբենական կարգով
20-րդ դարի ֆիզիկոսներ
Խորհրդահայեր
Ռուս ֆիզիկոսներ
Խորհրդային ֆիզիկոսներ
Ֆիզիկամաթեմատիկական գիտությունների դոկտորներ