Действительный член Академии наук СССР, дважды лауреат Государственной премии первой степени, кавалер орденов Ленина, Трудового Красного Знамени и «Знак Почета», профессор Исаак Яковлевич Померанчук был выдающимся физиком-теоретиком, руководителем теоретического отдела ИТЭФ, создателем большой школы советских физиков-теоретиков, профессором МИФИ.

Он родился 20 мая 1913 г., окончил Ленинградский политехнический институт в 1936 г. и начал свою научную деятельность под руководством Л.Д. Ландау.

Первая работа И.Я. Померанчука, выполненная совместно с А.И. Ахиезером и Л.Д. Ландау и опубликованная в 1936 г., была посвящена рассеянию света светом в случае, когда энергия сталкивающихся фотонов много больше массы электрона. В следующей, совместной с Л.Д. Ландау работе были впервые рассмотрены эффекты взаимодействия электронов проводимости друг с другом и получен нетривиальный результат, состоящий в том, что влияние взаимодействия электронов на электросопротивление приводит к зависимости Т² сопротивления чистого металла при низких температурах.

Из всего многообразия исследований Исаака Яковлевича в области физики твердого тела необходимо выделить два, принесших ему мировую известность. Это работы по теории рассеяния нейтронов в кристаллах и по теории теплопроводности диэлектриков.

Исааком Яковлевичем была развита общая теория неупругого рассеяния нейтронов, сопровождающегося однофононными и многофононными возбуждениями в кристалле. Им был сделан первый шаг в исследовании ангармонического взаимодействия фононов в кристаллах и решении общей задачи теплопроводности решетки. Он дал подробный анализ трехфононных и четырехфононных взаимодействий в кристалле и построил теорию теплопроводности диэлектриков как при низких, так и при высоких температурах.

И.Я. Померанчук обратил внимание на принципиальные дефекты прежних теорий теплопроводности диэлектриков. Он показал, что кубическая ангармоничность колебаний атомов в решетке кристалла недостаточна для установления конечной теплопроводности. Для получения конечного результата необходимо учитывать ангармоничность более высоких порядков. Им были определены законы, по которым должна меняться теплопроводность диэлектриков. Работы этого направления очень характерны для всего творчества Исаака Яковлевича, ибо здесь физическая интуиция играла не менее важную роль, чем формальный аппарат.

К исследованиям И.Я. Померанчука по физике твердого тела примыкают его работы по теории квантовой жидкости HeII и Не³. В работе о движении посторонних частиц в HeII, опубликованной им совместно с Л.Д. Ландау в 1948 г., показано, что всякая частица, растворенная в сверхтекучем гелии, должна принимать участие в нормальном (а не сверхтекучем) движении вне зависимости от того, какой статистике она подчиняется. Эта работа положила конец неправильным представлениям о том, что участие примесей в сверхтекучем движении зависит от статистики. Из этой работы следовало, что в нормальную часть должны входить малые примеси как изотопа Не³ (подчиняющегося статистике Ферми), так и изотопа Не⁶(подчиняющегося статистике Бозе), что и было подтверждено дальнейшими экспериментами.

Вопрос о влиянии примесей на термодинамические и гидро-динамические свойства жидкого гелия был подробно исследован И.Я. Померанчуком в 1949 г. Было показано, что в жидком Нe³существенную роль играют обменные эффекты, которые приводят к своеобразным явлениям при превращении жидкого Не³ в твердый. Было предсказано существование минимума на кривой фазового равновесия (на диаграмме рТ) гелия – знаменитый эффект Померанчука, полностью подтвержденный дальнейшими экспериментами. В последнее время эта особенность жидкого Не³ успешно используется для получения сверхнизких температур.

И.Я. Померанчук внес важнейший научный вклад в создание ядерных реакторов в Советском Союзе. Он начал заниматься этой проблемой в 1943 г. Будучи заведующим сектором в Лаборатории № 2 АН СССР, Исаак Яковлевич стал одним из ближайших помощников научного руководителя Атомного проекта И.В. Курчатова и возглавил разработку теории атомных реакторов.

Большое значение имеет созданная им теория резонансного поглощения нейтронов в гетерогенных системах, а также работы по теории критических размеров реактора и температурных эффектов в нем. Исаак Яковлевич первым начал исследование процессов размножения нейтронов при замедлении, был одним создателей диффузионной теории реактора.

Несколько работ И.Я. Померанчука посвящены теории магнитно-тормозного (синхротронного) излучения, возникающего при движении релятивистской заряженной частицы в магнитном поле. Им рассмотрена роль магнитно-тормозных потерь энергии при движении электронов в циклических ускорителях и проведен детальный анализ излучения.

Длительное время И.Я. Померанчук занимался исследованием процессов взаимодействия излучения с веществом. Большое значение имели его совместные работы с Л.Д. Ландау по электронно-лавинным процессам при высоких энергиях, в которых было показано, что формулы Бете–Гайтлера неприменимы при высоких энергиях, а также получены качественные оценки влияния многократного рассеяния на тормозное излучение и рождение пар.

В 1947 г. Исаак Яковлевич рассчитал сечения аннигиляции позитронов на электронах с учетом поляризации и обнаружил, что в S-состоянии с полным спином, равным единице, двухквантовая аннигиляция запрещена. Эта работа легла в основу дальнейшего развития теории позитрония. В настоящее время физика позитрония и ее приложения составляют целую область.

С 1950-х годов интересы И.Я. Померанчука концентрируются на проблеме сильных взаимодействий. Его анализ дейтронных реакций имеет большое значение, так как большинство сведений о взаимодействиях с нейтронами при высоких энергиях получают из опытов с дейтронами.

Обращение Исаака Яковлевича к исследованию общих свойств уравнений квантовой теории поля в тех случаях, когда взаимодействие нельзя считать малым, привело его к получению весьма важного вывода о том, что в квантовой электродинамике любой сколь угодно большой затравочный заряд полностью экранируется зарядами, возникшими при поляризации вакуума, так что физический заряд электрона, наблюдаемый на больших расстояниях, должен быть равен нулю. Тем самым было указано на внутреннюю противоречивость квантовой электродинамики.

И.Я. Померанчук неоднократно возвращался к модели дифракционного сильного взаимодействия при высоких энергиях. В 1958 г. на основе анализа дисперсионных соотношений он формулирует свою знаменитую теорему, согласно которой при предельно высоких энергиях сечения взаимодействия с нуклоном частицы и античастицы должны быть равны. Теорема Померанчука знаменовала рождение нового направления – физики предельно высоких энергий. В последующие годы эта область получила быстрое развитие. Крупнейшие ускорители были использованы для экспериментальной проверки ее предсказаний.

В 1962–1964 гг. он совместно с В.Н. Грибовым исследовал свойства дифракционного рассеяния, обусловленного одним полюсом Редже, получившим название полюса Померанчука. Результатом были важные теоремы о соотношениях между сечениями различных процессов, свойствах траектории полюса Померанчука, поляризационных явлениях и др. Исаак Яковлевич был скромным и даже застенчивым, когда дело касалось его личных удобств, однако он становился настойчивым и непреклонным, когда речь шла об интересах науки. Любовь к физике означала для него неустанную работу. Самым главным для него было установление научной истины. Он нес на себе бремя человеческого стремления к познанию. Исаак Яковлевич продолжал интенсивно работать буквально до самого последнего дня.

Последнюю свою работу – о поведении полного сечения аннигиляции электронно-позитронных пар в адроны при высоких энергиях – он закончил за два дня до смерти, наступившей 14 декабря 1966 г.

Литература о И.Я. Померанчуке

1. Воспоминания о И.Я. Померанчуке.– М.: Наука, 1988.
2. Иоффе Б.Л. Без ретуши. Портреты физиков на фоне эпохи. – М.: ФАЗИС, 2004.

По материалам В.Б. Берестецкого