Вайсбурд Давид Израйлевич

Вайсбурд Давид Израйлевич
Дата рождения:	23.12.1937 г.
Место рождения:	г. Киев
Дата смерти:	11.04.2007 г.
Место смерти:	Израиль
Научная сфера:	физика
Учёная степень:	доктор физико-математических наук
Учёное звание:	профессор
Альма-матер:	ТПИ (ТПУ)
Награды и премии	Медаль «За доблестный труд. В ознаменование 100-летия со дня рождения В.И. Ленина» (1970).

Вайсбурд Давид Израйлевич (23.12.1937 г., г. Киев – 11.04.2007 г., Израиль) – доктор физико-математических наук, профессор кафедры теоретической и экспериментальной физики и директор Центра новых технологий Томского политехнического университета. Крупный ученый-электрофизик. Осуществил изготовление и запуск первой в Томске установки ядерного магнитного резонанса. Выполнил первые в мировой науке эксперименты по кинетике накопления простых и сложных электронных центров в щелочно-галоидных кристаллах под действием протонов и альфа-частиц. Эксперименты проводились на циклотроне НИИ ядерной физики при ТПИ. Впервые обнаружил сильное влияние трековых эффектов на превращение простых дефектов в сложные, построил теорию и определил параметры треков протонов и альфа-частиц в щелочно-галоидных кристаллах.

Биография

В 1955 г. окончил Киевскую ср. школу № 96 с серебряной медалью. В школе увлекался физикой полупроводников и диэлектриков как научной основой твердотельной электроники.

Поступил в Киевский политехнический институт, затем перевелся в Томский политехнический институт на Радиотехнический факультет со второго курса стал учиться по специальности «Диэлектрики и полупроводники». С третьего курса начал заниматься научно-исследовательской работой под руководством в проблемной лаборатории электроники диэлектриков и полупроводников (ЭДИП) под руководством профессора А. А. Воробьева и И. Я. Мелик-Гайказян, впоследствии профессора кафедры физики, д.ф.-м.н.

После окончания института в 1961 г. был зачислен ассистентом кафедры экспериментальной физики (ныне кафедра теоретической и экспериментальной физики), где прошел весь последующий период научной и педагогической деятельности.

В 1961 - 1964 гг. обучался в очной аспирантуре под руководством И. Я. Мелик–Гайказян и А.А. Воробьева.

В 1965 г. защитил кандидатскую диссертацию на тему «Кинетика накопления электронных центров в щелочно-галоидных кристаллах под действием протонов». Защита состоялась в совете при президиуме Узбекской АН.

В 1984 г. защитил докторскую диссертацию на тему «Свойства ионных кристаллов при высоких уровнях ионизации» в объединенном совете Института общей физики АН СССР и Физического института им. П.Н. Лебедева АН СССР (Москва). В 1985 г. был утвержден в ученой степени доктора физико-математических наук, в 1987 г. получил звание профессора.

В 1969 - 1970 гг. организовал при кафедре научную лабораторию, впоследствии – научно-исследовательская лаборатория нелинейной физики.

Научная деятельность

Сконструировал, изготовил и запустил в работу первую в Томске установку ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Параллельно выполнил первые в мировой науке эксперименты по кинетике накопления простых и сложных электронных центров в ЩГК под действием протонов и альфа-частиц. Эксперименты проводились на циклотроне НИИ ядерной физики при ТПИ. Впервые обнаружил сильное влияние трековых эффектов на превращение простых дефектов в сложные, построил теорию и определил параметры треков протонов и альфа-частиц в ЩГК. Результаты исследований докладывались на Объединенной сессии отделений технической химии и ядерной физики АН СССР (март 1965 г.) и семинарах ведущих института АН СССР.

В 1970 - 1980 гг. впервые в мировой науке были выполнены экспериментальные исследования быстрых процессов в диэлектриках при облучении мощными электронными пучками наносекундной длительности. В качестве источников использовались сильноточные электронные ускорители, которые в то время были разработаны в Томске выпускниками ТПИ – Месяц Г. А. (ныне академик, вице-президент РАН), Б. М. Ковальчук (ныне академик РАН). Давид Израйлевич вместе с учениками разработал методики экспериментов, модернизировал ускорители и соединил их с регистрирующей аппаратурой высокого временного разрешения. Выбранное направление научных исследований оказалось весьма плодотворным.

За короткий период времени был обнаружен целый ряд новых физических явлений: хрупкое разрушение – холодный раскол твердого диэлектрика одним импульсом облучения электронами; новый вид фундаментального свечения – внутризонная радиолюминисценция диэлектриков; новый вид неравновесной проводимости, при которой основными носителями заряда являются ионизационно-пассивные высокоэнергетические электроны зоны проводимости диэлектрика; мощная критическая электронная эмиссия, вызванная инжекцией электронного пучка в диэлектрик; генерация продольных и изгибных акустических волн в диэлектрике электронным пучком высокой плотности.

В последующем продолжал интенсивные научные исследования в двух направлениях: построение теории уже обнаруженных и экспериментально изученных явлений, разработка новой техники физического эксперимента. Вместе с учениками разрабатывал и создавал уникальные экспериментальные установки, в каждой из которых два мощных источника радиации два сильноточных ускорителя электронов или пикосекундный лазер и сильноточный ускоритель) синхронизированы между собой и регистрирующей аппаратурой высокого временного разрешения. Такой техники пока не создано в других странах. Используя ее, Вайсбурд с учениками обнаружил и исследовал еще ряд новых физических явлений, связанных с неустойчивостями диэлектриков в сильных электрических и акустических полях.

Приблизительно за четверть века, с 1944 по 1970гг., ТПИ превратился в один из крупнейших мировых центров физики твердого тела. Признаком этого является возникновение не одной научной школы, а мегаполиса научных школ и направлений по родственным областям науки и техники. Именно такая среда питает возникновение новых направлений, синтезирующих достижения нескольких «старых». Так, в конце 1960-х возникло новое научное направление – физика нелинейных процессов в диэлектриках при мощных импульсных радиационных воздействиях, созданное профессором кафедры теоретической и экспериментальной физики Д.И. Вайсбурдом и его учениками. Вначале они исследовали процессы в треках тяжелых заряженных частиц в щелочно-галлоидных кристаллах. Эксперименты велись на циклотроне НИИ ЯФ при ТПИ. Была установлена зависимость между трековым эффектом и процессами накопления элементарных дефектов (центров окраски) и их объединения в агрегаты. Это позволило определить ряд важнейших характеристик треков протонов и альфа-частиц в твердых телах. Но возможности этого метода, как и всех статистических, оказались ограниченными. Д.И. Вайсбурдом было предложено промоделировать трековые процессы в натурном эксперименте на диэлектрике с помощью только что появившихся мощных наносекундных источников ионизирующих излучений - лазеров и сильноточных миниускорителей электронов. Идея экспериментов состояла в следующем. Мощный и короткий импульс ионизирующего излучения создает в объеме диэлектрика такую же плотность короткоживущих возбуждений и дефектов, как в треке тяжелой заряженной частицы, а регистрирующая аппаратура с высоким временным разрешением следит за релаксацией свойств облученного объема. Первые эксперименты были выполнены с помощью рубинового лазера. В дальнейшем развитии исследований большую роль сыграло содружество с научной школой Г.А. Месяца. Был изготовлен один из первых сильноточных миноускорителей, конструкцию которого разработал Б.М. Ковальчук (ныне – академик РАН), началось исследование процессов в диэлектриках под действием наносекундных электронных пучков высокой плотности.

Статья Д.И. Вайсбурда, И.Н. Балычева в журнале «Письма в ЖЭТФ» (1972, т.15,№ 9, с. 537-540) – первая публикация по этой проблеме в мировой научной литературе. За сравнительно короткое время был обнаружен и изучен ряд новых явлений в физике диэлектриков: хрупкое разрушение твердого диэлектрика одним импульсом электронного облучения; новый вид свечения – внутризонная радиолюминисценция диэлектриков; новый вид неравновесной проводимости; мощная критическая электронная эмиссия; лавинообразное размножение дислокаций и как следствие – необратимый пластический изгиб нитевидного кристалла после импульса облучения. Результаты нового этапа этих исследований изложены в монографии Д.И. Вайсбурда, б.Н. Семина, Э.Г. Таванова, С.Б. Матлис, Г.И. Геринга, И.Н. Балычева «Высокоэнергетическая электроника твердого тела» (М.: Наука, 1982г.), которая является первой монографией в мировой литературе о поведении диэлектриков под воздействием импульсных электронных пучков высокой плотности.

Созданная новая область радиационной физики диэлектриков является по существу разделом нелинейной физики (часто ее называют «синергетика»). Эта область современного естествознания изучает эволюцию сложных динамических систем – физических, химических, биологических, общественных и Вселенной в целом. Характерная особенность их эволюции: интервалы главного непрерывного измерения сменяются резкими скачками типа неравновесных фазовых переходов. Названные выше катастрофические процессы в облучаемых диэлектриках являются конкретными видами типичных для нелинейной физики неравновесных фазовых переходов. Исследование таких процессов требуется во многих областях естествознания, техники, технологии и в общественных науках. Д.И. Вайсбурд предложил новый экспериментальный метод исследования, основанный на соединении в одной экспериментальной установке двух и более мощных импульсных источников радиации и сильных электрических полей: сильноточных ускорителей, лазеров, ГИНов и т.д., - синхронизированных с нано- или с пикосекундной точностью. Идея метода основана на том, что первый мощный импульс облучения создает в диэлектрике новую неравновесную фазу из электронных возбуждений и дефектов. Второй, более короткий импульс облучения или сильного электрического поля, синхронизированный с первым, воздействует только на эту фазу за время ее жизни. Он создает возбуждения этой фазы и позволяет их «увидеть» и исследовать в натурном эксперименте. На втором этапе работы этой научной группы впервые были созданы и описаны в научной литературе две экспериментальные установки. В первой синхронизированы сильноточный микроускоритель, мощный пикосекундный лазер и регистрирующая оптическая аппаратура. С помощью созданной аппаратуры проведен ряд уникальных научных экспериментов.

В лаборатории «Центра новых технологий» ТПУ под руководством Вайсбурда была разработана и внедрена технология антикоррозионного покрытия труб для тепломагистралей в ОАО «Томскэнерго», был создан цех антикоррозионного покрытия труб для магистральных теплопроводов.

Педагогическая деятельность

Педагогическая деятельность Вайсбурда охватывала чтудентов всех технических факультетов и различные курсы физики: общая физика 1,2,3, ч., теоретическаяфизика, теория поля, физика твердого тела, статистическая физика, атомная физика. Часть лекций Давид Израйлевич читал на английском языке. За время педагогической деятельности обратил внимание на то, что многие современные специальности: электроника, оптоэлектроника, лазерная техника, материаловедение, неразрушающий контроль и др. – требуют серьезного знания квантовой физики и соответствующего мировоззрения. Традиционный же курс общей физики, построенный по историческому принципу, этого не обеспечивал.

Давид Израйлевич разработал программу нетрадиционного курса общей физики, построенного на естественных, но иных принципах: последовательность и содержание разделов повторяет не историю познания природы человеком, как в традиционных курсах, а сценарий развития Вселенной – от простейших фундаментальных частиц до сложных структур, возникших в результате нелинейной эволюции. В течение последних 17 лет Вайсбурд читал нетрадиционный курс общей физики студентам ЭФФ и разработал методическое обеспечение курса вместе с группой преподавателей кафедры. В ТПУ Давид Израйлевич полностью поставил курс атомной физики. В течение 22 лет читал этот курс студентам ФТФ. По его плану и при активном участии была создана и действует учебная лаборатория атомной физики. Основа лаборатории - известные опыты квантовой физики в простой и ясной постановке, доступные студентам второго и третьего курсов. Под руководством Давид Израйлевич аспирантка А. В. Макиенко выполнила и защитила первую в истории ТПУ кандидатскую диссертацию по методике преподавания физики на тему «Лабораторный практикум по атомной физике и его роль в подготовке инженера».

Общественная деятельность

Член общества «Знание», читал лекции в городе и области в помощь школам в связи с перестройкой преподавания физики. Член методической комиссии по проблеме физико-математического образования. Руководитель научного семинара по нелинейной физике диэлектриков. Член докторского диссертационного совета ТПУ и др.

Награды

• Медаль «За доблестный труд. В ознаменование 100-летия со дня рождения В.И. Ленина» (1970).

• Почетное звание «Заслуженный работник высшей школы РФ» (2000).

Источники

1. Гагарин А.В.«Профессора Томского политехнического университета»: Т. 3, ч.1. - Томск: Изд-во ТПУ, 2005.

2. Гагарин А.В., Ушаков В.Я. «Профессора Томского политехнического университета 1991-1997 гг.». – Томск: Изд-во НТЛ, 1998.

3. Журнал ТПУ «Томский политехник» № 10, 2004-199 стр.

4. Становление и развитие научных школ Томского политехнического университета: Исторический очерк/под ред. Ю.П. Похолкова, В.Я. Ушакова. – Томск: ТПУ, 1996. – 249с.