ОЧЕНЬ КРАТКО О РАДИОФИЗИКЕ И ИСТОРИИ КАФЕДРЫ

В 1946 году в Ленинградском университете была организована кафедра радиофизики. Это было время стремительного становления радиофизики как одной из отраслей физико-математических наук. Ее истоки лежат, прежде всего, в классической электродинамике. В конце восьмидесятых годов XIX столетия немецкий физик Г.Герц, исходя из уравнений Дж.Максвелла, разработал теорию открытого вибратора, излучающего электромагнитные волны. Работы Герца, экспериментально доказавшего существование электромагнитных волн, положили начало формированию физических идей, определивших одно из важнейших направлений в физике. Одним из первых результатов развития этого направления явилось рождение радиосвязи, впервые осуществленной в 1895 г. в Санкт-Петербургском университете А.С.Поповым и, независимо, Г.Маркони в Англии.

Изобретение радио дало начало классической радиотехнике, бурное развитие которой привело к тому, что центр тяжести исследований был перенесен на практические применения. Возникла самостоятельная область технических наук, которая существовала и развивалась некоторое время в определенном отрыве от физики. К концу тридцатых - началу сороковых годов XX века радиотехника в какой-то мере исчерпала себя: ее дальнейшее развитие требовало новых физических идей. В это время и получил распространение термин «радиофизика», который возник в момент активного вмешательства физиков в радиотехнику.

В последующие годы радиофизика стремительно расширяла круг своих интересов. Одной из основных задач стало исследование распространения волн различной природы. Первоначально эта задача возникла в связи с проблемой дальней радиосвязи, привлекшей к себе внимание крупнейших физиков и математиков еще в начале XX века. В наше время теория распространения радиоволн различных диапазонов вокруг Земли и в космосе является одним из основных направлений радиофизики.

Помимо чисто электромагнитных волн, радиофизики исследуют волны в кристаллах, плазме и других средах. Природа таких волн более сложна - они являются одновременно и механическими, и электромагнитными. Такого рода задачи актуальны, в частности, для астрофизики - они позволяют понять эволюцию вселенной по ее радиоизлучению. Все большее внимание уделяется также исследованию волн в метаматериалах - искусственных «метасредах», в которых роль молекул играют макроскопические объекты.

Современная радиофизика включает в себя ряд нетрадиционных для «классической» радиофизики областей и «соприкасается» с очень большим числом направлений в естественных и технических науках. Так, развитие исследований излучения на сверхвысоких частотах привело к созданию новых источников электромагнитных волн – мазеров и лазеров, и к появлению квантовой радиофизики. Одной из областей, близких к радиофизике, является электрогидродинамика, исследующая движение слабо проводящих жидкостей под воздействием сильных электрических полей. Родственной областью науки является и физика ускорителей, которая во многом восприняла идеи, разработанные радиофизиками. Многочисленные приложения радиофизических знаний лежат в области биологии и медицины, а также в различных областях техники.

Широта исследуемых проблем характерна и для кафедры радиофизики Санкт-Петербургского университета.

*****

Организатором и первым заведующим кафедрой был Л.Л.Мясников (1946–1957 годы), один из основоположников отечественной школы акустики. В 30-е и 40-е годы он выполнил пионерские исследования в области распознавания речи. Он известен также своими работами в области квантовой радиофизики, электроники и радиоспектроскопии. Ближайшим его помощником на кафедре стал М.М.Филиппов, под руководством которого в последующие годы проводились исследования в области электроники СВЧ.

По инициативе Л.Л.Мясникова на кафедре были начаты исследования в области квантовой радиофизики (прежде всего – ядерного магнитного резонанса), которые возглавил Ф.И.Скрипов. Впоследствии они развивались в трудах П.М.Бородина, В.И.Чижика, их учеников и других сотрудников. В 1994 г. на базе данного направления была организована кафедра квантовых магнитных явлений, которая в 2014 г. вошла в состав кафедры ядерно-физических методов исследований.

Приглашенный на кафедру в конце 40-х годов А.П.Молчанов инициировал работы по космическому радиоизлучению. В настоящее время исследования в этом направлении ведутся под руководством Л.В.Яснова.

С 1957 г. в течение 40 лет кафедру возглавлял Г.И.Макаров. Впоследствии заведующими кафедрой были В.В.Новиков (1997-1998 гг.), Н.Н.Зернов (1999-2018 гг.) и А.В.Тюхтин (с 2018 г. по настоящее время).

Под руководством Г.И.Макарова проводились исследования в области распространения радиоволн низких частот. За эти исследования в составе группы ученых он был награжден Государственной Премией СССР (1978 г.). Параллельно на кафедре велись работы по изучению нижней ионосферы, в результате которых была создана модель, принятая в СССР в качестве стандартной модели нижней ионосферы и используемая до настоящего времени.

С приглашением на кафедру Г.А.Остроумова получили развитие исследования в области нелинейной акустики. Он был также одним из основателей электрогидродинамики. Его ученик Ю.К.Стишков продолжил исследования в этом направлении, а также инициировал работы в области электрофизики.

Начиная с 60-х годов под руководством В.Н.Красильникова на кафедре проводились исследования проблем электродинамики нестационарных волновых процессов, а также многих других вопросов теории электромагнитных и механических волн. Впоследствии его ученик А.В.Тюхтин инициировал исследования в области процессов излучения движущихся частиц, электродинамики периодических структур и метаматериалов, а также ряда родственных проблем.

В конце 70-х годов Н.Н.Зернов начал исследования в новой для кафедры области - теории распространения волн в случайных средах. Актуальными приложениями этой теории являются задачи распространения высокочастотных полей в ионосфере.

На кафедре исследуются и нелинейные волновые процессы. Основной областью деятельности профессора В.А.Павлова были нелинейные волны сложной природы в атмосфере и ионосфере. Предметом исследований ведущего научного сотрудника М.А.Бисярина являются нелинейные процессы распространения электромагнитных волн в ионосфере и искусственных волноведущих системах (волоконная оптика).

В конце 1970-х годов был снят фильм про кафедру радиофизики. В открытом доступе представлена версия, снабженная субтитрами, позволяющими опознать большую часть действующих лиц: