Михаи́л Лео́нович Тер-Микаеля́н ( арм. Միքայել Լևոնի Տեր-Միքայելյան ; 11 ноября 1923 , Тбилиси — 30 января 2004 , Аштарак ) — армянский физик -теоретик.

Академик АН Армянской ССР (1982, член-корреспондент с 1963), доктор физико-математических наук (1962), профессор (1975) . Лауреат Государственной премии Армянской ССР (1980). Заслуженный деятель науки Республики Армения (2003).

Михаил Тер-Микаелян основатель и первый директор (1968—1994, с 1994 года — почётный директор) Института физических исследований Национальной академии наук Армении . В 1958—1963 годах был заместителем директора Ереванского физического института , в 1963—1967 годах был деканом физического факультета Ереванского государственного университета .

Работы Михаила Леоновича Тер-Микаеляна посвящены электродинамике , квантовой электронике , нелинейной оптике . В 1952 году он открыл продольный эффект плотности (эффект Тер-Микаеляна), он показал влияние кристаллической структуры и диэлектрической проницаемости среды на тормозное излучение сверхбыстрых электронов . В 1969 году он предсказал резонансное переходное излучение в периодических средах .

Биография

Ранние годы и начало научной деятельности

Михаил Леонович Тер-Микаелян родился 11 ноября 1923 года в Тбилиси .

Его отец — Леон Андреевич Тер-Микаелян (1867—1943) — известный инженер, окончил Петербургский университет и Московский институт железнодорожного транспорта , возглавлял многие стройки России, в том числе — стройку железнодорожной магистрали Москва-Владивосток . В 1918—1920 годах был министром путей сообщения Первой Республики Армения . С образованием Закавказской федерации он стал главным инженером Закавказской железной дороги . Мать — Евгения Ивановна Набатян (1887—1964) была дочерью богатого нефтяника . Она способствовала образованию своих детей, научила их игре на фортепиано и языкам, особенно французскому . Младший брат Михаила Тер-Микаеляна Андрей (1925—2010) — известный учёный в области радиооптики , академик АН СССР , доктор технических наук .

Окончив среднюю школу в Тбилиси, Михаил, следуя примеру отца, поступил в Институт железнодорожного транспорта . Но будущая специальность юношу не привлекала: он понял, что наука тянет его больше, чем инженерия, и по собственной инициативе перешёл на физический факультет Тбилисского государственного университета . После смерти отца в 1943 году семья Тер-Микаелянов переехала в Ереван , где жил брат матери . Здесь в 1948 году Михаил окончил Ереванский государственный университет , защитив дипломную работу у академика АН СССР Виктора Амазасповича Амбарцумяна .

Аспирантура в Физическом институте АН СССР (1948—1952)

Михаил Тер-Микаелян поступил в аспирантуру теоретического отдела Физического института имени П. Н. Лебедева АН СССР в Москве . Он был аспирантом академика АН СССР, будущего лауреата Нобелевской премии в области физики Игоря Евгеньевича Тамма , но, когда подошло время защиты кандидатской диссертации, Тамм выехал из Москвы для работы над первой советской атомной бомбой (РДС-1) , и научным руководителем Михаила Тер-Микаеляна был назначен Евгений Львович Фейнберг .

В своей кандидатской диссертации Михаил Тер-Микаелян описал открытый им парадоксальный эффект, который послужил единой основой для нового понимания взаимодействия частиц высоких энергий с веществом. Он показал, что процесс излучения формируется в вытянутой области пространства, продольная длина которой неограниченно растёт с увеличением энергии частиц, и в нём участвуют когерентно все атомы среды, которые могут оказаться в этой зоне, хотя длина волны частиц с ростом энергии падает .

Е. Л. Фейнберг рассказал о работе Тер-Микаеляна академику АН СССР, впоследствии лауреату Нобелевской премии по физике Льву Давидовичу Ландау , которому предложенная идея показалась «чепухой» . Но не потребовалось много времени, чтобы Ландау дал своё согласие: проверив основную идею, заложенную в диссертации, он признал, что молодой учёный прав. Через три месяца Михаил Тер-Микаелян сделал доклад о своей работе на семинаре у Льва Ландау , а уже менее чем через год Ландау и академик АН СССР Исаак Яковлевич Померанчук показали, как меняется тормозное излучение в аморфной среде по сравнению со случаем кристалла или одного атома . В 1952 году Тер-Микаелян защитил диссертацию и получил учёную степень кандидата физико-математических наук .

Михаил Тер-Микаелян начал изучать вопросы получения элементарных частиц в различных средах. Л. Д. Ландау посоветовал ему покинуть Москву и вернуться в Ереван, так как «Тер-Микаелян любил мыслить самостоятельно, и в Москве ему могли помешать» .

Работа в Армении (1952—2004)

Вернувшись в Армению , Михаил Тер-Микаелян начал работать в Ереванском физическом институте , где занимался физикой высоких энергий . Он стал руководителем теоретического отдела , а в 1958—1963 годах был заместителем директора института, также преподавал в Ереванском государственном университете: был заведующим кафедрой ядерной физики (1961—1970) . В эти годы семинары, организованные Тер-Микаеляном, для многих молодых физиков Армении стали настоящей школой научного творчества . Свои работы в области физики высоких энергий Микаел Тер-Микаелян обобщил в книге «Влияние среды на электромагнитные процессы при высоких энергиях», которая была издана в 1961 году в Ереване , а английский перевод книги был издан в 1972 году издательством «Шпрингер» .

В 1962 году в Москве, в Физическом институте имени П. Н. Лебедева АН СССР Михаил Тер-Микаелян защитил диссертацию и получил учёную степень доктора физико-математических наук , в 1963 году был избран член-корреспондентом АН Армянской ССР . В 1963—1967 годах он был заведующим отделом квантовой оптики Института радиофизики и электроники АН Армянской ССР . Начиная с этого времени в круг научных интересов Тер-Микаеляна вошли квантовая электроника , лазерная физика и нелинейная оптика .

Работа в Ереванском университете

В 1963 году Михаил Тер-Микаелян стал деканом физического факультета Ереванского государственного университета . Тут полностью проявились его организационные способности. В короткий период факультет был реформирован, были открыты новые кафедры перспективных областей науки: биофизики и молекулярной физики , физики излучения и квантовой оптики , математической физики и другие; для руководства этими кафедрами были приглашены молодые талантливые учёные . На должности декана Михаил Тер-Микаелян оставался до 1967 года .

В этот период фундаментальными работами лауреатов Нобелевской премии в области физики академиков АН СССР Николая Геннадиевича Басова , Александра Михайловича Прохорова и американского физика Чарлза Таунса были заложены физические основы для создания первых оптических квантовых генераторов, которые начали успешно применяться в науке. Новая область науки заинтересовала Михаила Тер-Микаеляна, и он взялся за дело развития квантовой электроники и нелинейной оптики в Армении. Надо было начинать с нуля: не было исследователей в этой области, соответствующего оборудования, был только интерес к новой области физики. В 1962 году Лаборатория проблем физики излучения Ереванского университета начала исследования по лазерной тематике, в 1964 году на физическом факультете Ереванского университета была создана кафедра оптики . В 1965 году, объединив отдел квантовой электроники Института радиофизики и электроники АН Армянской ССР и Лабораторию проблем физики излучения Ереванского университета, Михаил Тер-Микаелян основал Объединённую радиационную лабораторию АН Армянской ССР и ЕГУ (ОРЛАНЕГУ). Лаборатория проделала большую работу: там разрабатывались теоретические основы функционирования квантовых генераторов и усилителей. Лаборатория также их производила: уже в 1962 году с помощью работников Всесоюзного НИИ радиооптики был создан первый армянский лазер «Арзни» . Под руководством Михаила Тер-Микаеляна в работы по созданию промышленных лазеров были включены многие предприятия Армении , и в 1965 году были созданы промышленные лазеры «Арзни — 2» и «Раздан», которые были продемонстрированы на Лейпцигской ярмарке . Руководителем ОРЛАНЕГУ Михаил Тер-Микаелян был до 1972 года .

Свои работы по исследованию твердотельных лазеров Михаил Тер-Микаелян обобщил в книге «Оптические генераторы на твёрдом теле» (соавторы А. Л. Микаэлян и Ю. Г. Турков), которая была издана в 1967 году в Москве. Эта книга — одна из первых советских монографий, посвящённых лазерам, она стала фундаментальным учебником квантовой электроники . Работы Тер-Микаеляна, положенные в основу монографии, представляют исключительную ценность не только для понимания физических процессов, но и для расчёта и конструирования оптических квантовых генераторов и усилителей .

Институт физических исследований

В 1967 году в Ереван прибыла московская делегация учёных, возглавляемая президентом АН СССР , академиком Мстиславом Всеволодовичем Келдышем . Келдыш пожелал Михаилу Тер-Микаеляну продолжить работу уже в новом академическом институте: должен был создаваться Институт физических проблем АН Армянской ССР. Михаил Тер-Микаелян приложил большие усилия для решения проблем строительства. Институт физических исследований АН Армянской ССР строился на каменистой, пустынной территории близ города Аштарак . Строительство научных корпусов закончили в 1968 году , Тер-Микаелян был назначен директором этого учреждения . Он также возглавил теоретический отдел института . Вскоре институт стал получать новые результаты: первые экспериментальные свидетельства нелинейного взаимодействия лазерного излучения с газовыми средами , изучение резонансных когерентных взаимодействий излучения с атомами и атомарными средами и другие . В соседстве с научными корпусами строился научный городок для работников института. В кабинете Тер-Микаеляна стоял макет научного городка, который был реализован в короткий срок: были построены теннисные корты, бассейны, детский сад, посажены фруктовые сады . В 1978 году Михаил Тер-Микелян вступил в КПСС . В 1982 году он был избран действительным членом АН Армянской ССР . В 1980-е годы исследованиям в области лазерной физики уделялось большое внимание, благодаря чему Институт физических исследований, имевший своё производство, хорошо финансировался, что позволяло коллективу участвовать во многих перспективных работах . Весной 1987 года была открыта высокотемпературная сверхпроводимость . Работникам института удалось получить сверхпроводящую керамику . В 1988 году институт получил дополнительное финансирование по двум государственным планам высокотемпературной сверхпроводимости .

Последние годы жизни

Михаил Леонович Тер-Микаелян в 1990—1994 годах был академиком-секретарём отделения физико-математических и технических наук, членом президиума АН Армянской ССР (далее — Национальной академии наук Армении ) . В 1991 году Нобелевский комитет предложил Михаилу Леоновича Тер-Микаеляну выдвинуть учёных в кандидаты лауреата Нобелевской премии в области физики 1992 года .

В 1994 году Тер-Микаелян ушёл со всех административных постов, стал почётным директором Института физических исследований НАН РА и заведующим лабораторией теоретической физики института . Он полностью посвятил себя научной деятельности, участвовал в научных конференциях . В 1997 году в Национальной академии наук Армении Михаил Тер-Микаелян выступил с докладом, посвящённым квантовой информатике . В 1997, 2001 и 2003 годах он опубликовал три фундаментальных научных работы в российском журнале « Успехи физических наук ». В 2003 году, будучи тяжело больным, Михаил Тер-Микаелян участвовал в международной конференции, посвящённой переходному излучению, в Италии и конференции, посвящённой релятивистским частицам в периодических средах, в Томске .

Михаил Леонович Тер-Микаелян скончался 30 января 2004 года в Аштараке и, согласно его завещанию, был похоронен там же .

В 2013 году к 90-летию Михаила Леоновича Тер-Микаеляна Институт физических исследований НАН РА был назван его именем . На фасаде здания института была открыта мемориальная доска в честь Михаила Тер-Микаеляна. В личном кабинете учёного открылся музей его имени, где собраны книги и многочисленные статьи, публикации о нём, фотографии, где он снят с выдающимися физиками XX века .

Научная деятельность

Эффект Тер-Микаеляна

В 1952 году в Физическом институте имени П. Н. Лебедева АН СССР Михаил Тер-Микаелян защитил кандидатскую диссертацию, которая была посвящена когерентному тормозному излучению в кристаллах. В диссертации была заложена единая физическая основа для понимания процессов, происходящих при взаимодействии частиц высоких энергий с веществом . Тер-Микаелян теоретически показал, что при высоких энергиях область пространства в направлении движения частиц, то есть длина траектории, на которой когерентно формируется процесс излучения, растёт с энергией и может достигать макроскопических размеров . Для определения когерентной длины Тер-Микаелян получил выражение

${\displaystyle L_{\text{coh}}={\frac {2E_{1}E_{2}}{\omega m^{2}c^{3}}}}$ ,

где ${\displaystyle E_{1},E_{2}}$ — энергия электрона соответственно до и после излучения фотона, ${\displaystyle \omega }$ — частота фотона, ${\displaystyle m}$ — масса электрона, ${\displaystyle c}$ — скорость света . Конкретный вид данного уравнения может уточняться в зависимости от углов многократного рассеяния, вида частицы и других причин. Тер-Микаелян определил соответствующий ${\displaystyle L_{\text{coh}}}$ эффективный импульс , передаваемый среде вдоль направления движения излучающей частицы — ${\displaystyle \hbar \delta _{\text{coh}}\cong \hbar /L_{\text{coh}}}$ .

Эффект роста когерентной длины получил название «эффект Тер-Микаеляна» . Эффект Тер-Микаеляна переносится сейчас в физику сильных взаимодействий и квантовую хромодинамику . Впервые данный эффект экспериментально был подтверждён в работах армянской группы физиков из Института физических исследований АН Армянской ССР при исследовании космических лучей . В 1994 году теоретическое предсказание эффекта было вновь подтверждено экспериментами по измерению тормозного спектра (в интервале 0,2—500 М эВ ), которые были совершены большой группой физиков на Стэнфордском линейном ускорителе .

В 1953 году Тер-Микаелян пришёл к выводу, что при очень высоких энергиях (или для очень мягких фотонов), когда ${\displaystyle L_{\text{coh}}}$ превысит межатомные расстояния, процессы взаимодействия частиц с веществом нельзя рассматривать как сумму независимых взаимодействий с отдельными атомами . Атомы, расположенные на когерентной длине вдоль движения частицы, действуют когерентно, то есть вероятность соответствующего физического процесса будет пропорциональна квадрату числа атомов на когерентной длине . Результаты работы Тер-Микаеляна по исследованию продольного эффекта плотности были обобщены на случай аморфных сред советскими учёными Ландау и Померанчуком . В 1954 году Михаил Тер-Микаелян дополнил работу Ландау — Померанчука, учтя роль диэлектрической поляризации аморфной среды .

Нелинейная оптика. Квантовая электроника. Лазерная физика

В 1960-х годах Тер-Микаелян начал развивать новое для Армении научное направление — квантовую электронику, возглавил работы по созданию и промышленному выпуску первых лазеров в Армении в 1962 году . За эти работы в 1980 году Михаилу Тер-Микаеляну (и группе учёных, в том числе брату Михаила Тер-Микаеляна — Андрею Микаэляну ) была присуждена Государственная премия Армянской ССР .

В области лазерной физики Михаил Тер-Микаелян развил новое направление — теорию резонансного взаимодействия лазерного излучения с атомными системами. В 1950-х — 1960-х годах Михаил Тер-Микаелян занимался изучением различных режимов просветления резонансной среды под воздействием мощного светового импульса . В этот период Тер-Микаелян опубликовал ряд статей, посвящённых излучению равномерно движущихся частиц в неоднородных средах . В данных работах он получил квазиклассические уравнения прохождения света через резонансную среду . Тер-Микаелян предсказал самоиндуцированную инверсию электронных населённостей , трёхкомпонентную структуру в резонансной флуоресценции , двухфотонные эффекты на «одетом атоме» . Он предложил и осуществил новый вариант пикосекундного перестраиваемого лазера для физических исследований .

Совместно с братом Андреем Микаэляном Михаил Тер-Микаелян сформулировал основные балансные уравнения для расчёта лазеров и рассмотрел основные режимы работы непрерывных и импульсных твердотельных лазеров . В 1964 году исследуя вопрос об интенсивности импульсного лазера, он получил следующий наглядный результат: если в момент времени ${\displaystyle t=0}$ задана перенаселённость ${\displaystyle \Delta (t)=\Delta _{0}}$ , где ${\displaystyle \Delta (t)=n_{2}(t)-n_{1}(t)}$ , ${\displaystyle n_{2},~n_{1}}$ — число атомов в 1 см ³ , находящихся, соответственно, в возбуждённом и стационарном состояниях, то время, характерное для лазерной вспышки, порядка наибольшей из двух величин (при ${\displaystyle v\Delta _{0}\gg \Sigma _{0}}$ ) будет ${\displaystyle t\sim {\frac {1}{\sigma v\Delta _{0}}}\ln {\frac {v\Delta _{0}}{2\Sigma _{0}}}}$ , где ${\displaystyle v}$ — скорость света в образце, и за это время половина всей энергии, запасённой за счёт перенаселённости атомных уровней, излучается .

В 1998 году Михаил Тер-Микаелян исследовал процессы взаимодействия лазерных импульсов с отдельными атомами, когда время взаимодействия меньше времени радиационного распада: ${\displaystyle \tau \sim l/v<\gamma }$ , тут ${\displaystyle l}$ — пространственные размеры лазерного пучка, ${\displaystyle v}$ — скорость атомов, ${\displaystyle \gamma }$ — время радиационного распада. Он проанализировал процессы рассеяния в бесконечной однородной газовой среде, и показал, что некогерентное рэлеевское рассеяние не зануляется и может быть экспериментально наблюдено. Аналогические явления Тер-Микаелян рассмотрел для комбинационного рассеяния , и обнаружил, что характеристики рассеяния зависят от временной структуры лазерного импульса, способа включения взаимодействия и параметра интенсивности ${\displaystyle a^{2}}$ .

Дифрагированное рентгеновское излучение

В 1969 году Михаил Леонович Тер-Микаелян теоретически предсказал дифрагированное рентгеновское излучение — переходное излучение, возникающее на передней границе при пересечении релятивистским электроном кристаллической пластинки, дифрагирующее на системе параллельных атомных плоскостей кристалла. В своих работах Тер-Микаелян пришёл к выводу, что при пересечении релятивистским электроном монокристалла его кулоновское поле рассеивается на системе параллельных атомных плоскостей кристалла, порождая параметрическое рентгеновское излучение .

Существование дифрагированного рентгеновского излучения экспериментально было подтверждено в середине 1980-х годов: первые экспериментальные исследования были совершены в Томске в 1985 году, вторые — в Ереване в 1987 году, третьи — в Харькове в 1990 году . Излучение, предсказанное Тер-Микаеляном, а в дальнейшем и доказанное экспериментом, нашло широкое применение в исследовании ультрарелятивистских частиц , создании источников когерентного ${\displaystyle \gamma }$ -излучения .

Другие работы

В 1972 году Михаил Тер-Микаелян с армянской группой учёных показали, что для электронов малых энергий (0,25—0,6 Г эВ ) влияние многократного рассеяния, которое приводит к возникновению дополнительного «тормозного излучения», оказывается существенным . Они показали, что интенсивность этого дополнительного излучения в определённой спектральной области детектируемых квантов может в несколько раз превышать интенсивность переходного и обычного (бете-гайтлеровского) тормозного излучения вместе взятых . Также, исследуя излучение релятивистских электронов в отдельных массивных пластинках, Тер-Микаелян показал, что с ростом энергии электрона обычное бете-гайтлеровское тормозное излучение в низкоэнергетической части рентгеновского спектра существенно подавляется, и в области частот меньше критической изменение спектральной плотности числа фотонов следует закону ${\displaystyle \sim E^{-2}}$ .

В 1988 году под руководством Михаила Тер-Микаеляна в Институте физических исследований АН Армянской ССР начали заниматься новым направлением — высокотемпературной сверхпроводимостью и получать сверхпроводящую керамику .

Награды

• Государственная премия Армянской ССР (1980) — за научное исследование, разработку и промышленное приобретение твердотельных импульсных лазеров .
• Премия имени Виктора Амбарцумяна НАН РА .
• Орден Дружбы народов (9.11.1983) — за заслуги в развитии физической науки, подготовке научных кадров и в связи с шестидесятилетием со дня рождения .
• Заслуженный деятель науки Республики Армения (2003) .
• Соросовский профессор .

Память

• Имя Михаила Тер-Микаеляна с 2013 года носит _hy , основанный им в 1968 году .
• В 2013 году на здании Института физических исследований НАН РА была открыта мемориальная доска, посвящённая Михаилу Тер-Микаеляну, в его личном кабинете был открыт музей .

Сочинения

Комментарии

Примечания

Литература

Биографическая литература

• Григорян Г. (арм.) = Ակադեմիկոս Միքայել Լևոնի Տեր-Միքայելյան // В мире науки : научно-популярный журнал НАН РА . — 2013. — Թիվ 1 . — Էջ 30—37 .
• Кананова Н. // Голос Армении : общественно-политическая газета. — 2013. — 30 ноября.
• Варданян Э. С., Гинзбург В. Л. , Каган Ю. М. , Келдыш Л. В. , Крыжановский Б. В., Микаэлян А. Л. , Рязанов М. И., Саркисян Ф. Т. , Файнберг В. Я. , Фейнберг Е. Л. , Шукурян Ю. Г., Щербаков И. А. // УФН . — 2004. — № 174 . — С. 1029—1030 .
• Ispirian K., Vardanyan E., Fiorito R. (англ.) // Physics Today . — 2004. — Vol. 57 (8). — P. 70—71.
• Spinelli P. (англ.) // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. — 2004. — Vol. 522, no. 1—2 .
• Avakian R. O., Fiorito R. B., Ispirian K. A., Wiedemann H. (англ.) // Advanced Radiation Sources and Applications. — 2004. (недоступная ссылка)
• // Известия НАН РА. Физика. — 2003. — № 38 (6) . — С. 421—422 . — ISSN .
• // Известия НАН РА. Физика. — 1998. — № 33 (6) . — С. 323—324 . — ISSN .
• Фейнберг Е. Л. Ландау и другие // / И. М. Халатников . — М. : Наука , 1988. — С. 261—262. — 352 с. от 7 февраля 2015 на Wayback Machine
• // Армянская советская энциклопедия / В. А. Амбарцумян . — Ер. , 1985. — Т. 11. — С. 678—679. — 720 с.
• Храмов Ю. А. Тер-Микаелян Михаил Леонович // Физики : Биографический справочник / Под ред. А. И. Ахиезера . — Изд. 2-е, испр. и доп. — М. : Наука , 1983. — С. 322. — 400 с. — 200 000 экз.

Научная литература

• Блажевич С. В., Загороднюк Р. А., Носков А. В. // Журнал технической физики . — 2015. — Т. 85 , вып. 6 . — С. 1—8 .
• Тер-Микаелян М. Л. // УФН . — 2003. — № 173 . — С. 1265—1286 .
• Тер-Микаелян М. Л. // УФН. — 2001. — № 171 . — С. 597—624 .
• Тер-Микаелян М. Л. // Известия НАН РА. Физика. — 1998. — № 33 (2) . — С. 78—85 .
• Арутюнян Ф. Р., Тер-Микаелян М. Л. // УФН. — 1972. — № 107 . — С. 332—334 .
• Тер-Микаелян М. Л. // Доклады АН Армянской ССР. — 1964. — № 38 (2) . — С. 105—110 .

Ссылки

• на официальном сайте НАН РА
• на Общероссийском математическом портале
• (неопр.) . www.eduspb.com (22 февраля 2011). Дата обращения: 7 февраля 2015.
• Н. Казарян. (неопр.) . ambartsumian.ru (1 ноября 2011). Дата обращения: 18 февраля 2015.