Развитие творческого начала и интереса к науке школьников

В Лицее №2 города Протвино (г.о. Серпухов, Московская область) реализуется творческий проект «Моя школа — моя история», в ходе которого команда художника Алексея Шилова расписывает стены социальных учреждений, с учетом уникальных культурных кодов городов области. Проект отразит культурные традиции и значимые вехи истории городского округа.

Протвино – город Московской области, с 2023 года входящий в состав городского округа Серпухов. Его история началась в конце 1950-х годов, когда советское правительство выделило земельный участок на берегу реки Протвы под строительство протонного ускорителя и Института физики высоких энергий (ИФВЭ). Это место было выбрано по ряду причин: обнаруженный геологами именно здесь скальный грунт обеспечивал устойчивое положение ускорителя, удалённость от крупных населённых пунктов – безопасность жителей, а обилие густых лесов способствовало сохранению относительной секретности проекта [3]. Параллельно велось строительство закрытого рабочего посёлка для сотрудников будущего института, названного Серпухов-7. Такие условные наименования в виде названия ближайшего крупного города и номера использовались в советское время для маскировки объектов, связанных с научными, военными и космическими разработками. В 1965 году Серпухов-7 был переименован в Протвино и получил статус посёлка городского типа.

В 1970-е годы Протвино стал центром международного сотрудничества и принимал в стенах Института делегации учёных-физиков из ведущих научных центров по всему миру [3]. В 1989 году ему был официально присвоен статус города областного подчинения, затем в 2004 году –городского округа. В 2008 году Протвино стал наукоградом Российской Федерации, что закрепило его статус в отечественной науке. Это стало возможным благодаря высокой роли Института физики высоких энергий и позволяет городу получать федеральную поддержку для сохранения научно-технического потенциала и развития новых направлений для исследований, например, протонной терапии и ядерной медицины [3].

Построенный в Протвине протонный ускоритель У-70 был запущен в 1967 году и является сердцем ИФВЭ. На момент создания он был одним из крупнейших в мире и действует до сих пор [4]. Это устройство выглядит как гигантское кольцо, внутри которого на огромной скорости движутся положительно заряженные частицы – протоны. Сталкиваясь друг с другом, они высвобождают поток энергии, образующей новые частицы, и именно этот момент интересует работающих с ним учёных.

Историю города с самого его основания создавали удивительные люди, которыми двигали жажда открытий и истинная любовь к науке. О них расскажут росписи.

Первая фреска посвящена Институту физики высоких энергий в Протвине и известным учёным-физикам. Все изображения наложены на клетку, что напоминает тетради для расчётов и записей, а также листы с чертежами различных устройств. Использованные в росписи цвета: бежевый, оранжевый и голубой, – отсылают к цветам главного корпуса ИФВЭ и реке Протве. По центру изображён герб научного исследовательского центра «Курчатовский институт», который символизирует единство всех его филиалов, находящихся в Москве, Протвине и Санкт-Петербурге.

Первым в ряду изображён академик Андрей Дмитриевич Сахаров. Его личность стала символом научного престижа СССР, так как его достижения в области изучения ядерной физики значительно подняли авторитет страны. Он занимался изучением строения ядра атома и его реакций на различные воздействия, придумал водородную бомбу, взрывная реакция которой была основана на взаимодействии при высокой температуре ядер химических элементов водорода и урана, а также разработал идею «искусственного Солнца». Вместе с физиком Игорем Евгеньевичем Таммом он предложил поместить газ в специальную камеру с магнитными катушками, которая называется токамак (от «тороидальная камера с магнитными катушками»), нагреть его до сверхвысоких температур, что переведёт его в состояние плазмы, удерживаемой магнитным полем. Эта реакция схожа с процессами, происходящими на Солнце, и позволяет получать огромное количество энергии для выработки электричества.

Рядом с Сахаровым стоит доктор физико-математических наук Юрий Дмитриевич Прокошкин, в 1960-е годы возглавлявший Отдел экспериментальной физики ИФВЭ. Он внёс большой вклад в развитие Института: при нём был достроен и запущен ускоритель У-70, о котором мы говорили выше, и Прокошкин разработал программу исследований на нём и комплекс уникальной аппаратуры. Благодаря этому эксперименты на ускорителе начались сразу после его запуска, что для того времени было редкостью [7].

Справа изображены советские физики Роман Матвеевич Суляев и Владилен Иванович Котов. Они оба специализировались на физике высоких энергий и работали в ИФВЭ, продвигая исследования Института на международную арену. Суляев как заместитель директора контролировал научные и технические вопросы, непосредственно участвовал в создании и запуске ускорителя У-70, за что в 1970 году всему работавшему над ним коллективу была вручена Ленинская премия. Основой научных интересов Владилена Котова была физика пучков заряженных частиц, и он возглавлял занимающийся ей отдел. Пучки выглядят как поток частиц, не видный глазу, и учёные отдела под руководством Котова разработали метод управления их перемещением из ускорителя в экспериментальные физические установки с помощью изогнутых кристаллов, что дало возможность получать и задерживать необходимые для изучения и экспериментов новообразованные частицы.

Следующая композиция посвящена истории лицея. В центре помещён герб Протвина, на котором символически изображена река Протва, давшая городу название, и движущийся по спирали атом, обозначающий деятельность научного комплекса Института физики высоких энергий. На заднем плане протянулись корпуса лицея, первый из которых был открыт в 1970 году как средняя школа №2, а на переднем можно увидеть портреты первых директоров – Михаила Васильевича Несмелова и Галины Прокофьевны Пекарчук.

Несмелов работал директором с 1971 по 1982 год. Он преподавал историю и за эти годы сумел создать в школе атмосферу доброжелательности и уважения к личности ученика. По его инициативе во дворе школы был посажен фруктовый сад. Многие помнят, как Михаил Васильевич, облачившись в синий халат, сам поливал деревья и голубые ели [5]. Также можно сказать, что подрастающие деревья символизируют поколения учеников, воспитываемых в стенах лицея.

Вторым директором школы №2 стала Галина Прокофьевна Пекарчук. Под её чутким руководством ученики начали вести активную общественную жизнь. Пекарчук организовала в школе Клуб Интернациональной Дружбы, благодаря которому ребята получили возможность переписываться с учащимися из других городов и стран [5]. Также с 1977 года в школе начал работать театральный кружок. Ученики ставили спектакли по пьесам известных русских драматургов Островского, Гоголя, Грибоедова и их творчество даже было упомянуто в городской газете [5].

Свой нынешний статус МБОУ «Лицей №2» получил 26 декабря 2005 года на основании Постановления Главы города Протвино №831. Он по-прежнему занимается всесторонним развитием учеников, воспитанием в них творческого начала и интереса к науке, а его выпускники добиваются больших успехов.

Следующие композиции продолжают галерею портретов известных советских физиков, внёсших свой вклад в развитие отечественной науки и работавших в ИФВЭ. Каждый из них узнаваем и изображён на фоне своих изобретений.

Мужчина с длинной густой бородой и в очках – Анатолий Алексеевич Логунов, центральная фигура в истории Протвина. Он является основателем и первым директором Института физики высоких энергий. Именно он собрал в Протвине команду профессионалов из Дубны, Москвы и Новосибирска, которая в кратчайшие сроки сумела решить грандиозную научно-техническую задачу по сооружению и успешному запуску протонного ускорителя У-70 [10]. Поэтому Логунов изображён внутри ускорителя, а в нижней части помещена схема комплекса.

После Анатолия Логунова пост директора ИФВЭ занял советский физик Лев Дмитриевич Соловьёв. В годы его руководства Институтом у российских физиков появилась возможность участвовать в экспериментах на Большом адронном коллайдере (это тот же ускоритель частиц, только гораздо больше. Он находится на границе Швейцарии и Франции, и его длина достигает 27 км). Сотрудникам Института доверили разработку устройства для фиксирования, передачи и сбора данных о столкновении разогнанных почти до скорости света частиц [8]. Установку назвали ATLAS, и её чертёж помещён в нижней части изображения, а сам прибор можно увидеть за спиной Соловьёва.

На следующем изображении мы видим Владимира Егоровича Балакина – одного из авторов метода встречных линейных электрон-позитронных пучков («эффект Балакина-Новохатского-Смирнова»), благодаря которому стало возможно создание небольших линейных ускорителей, в которых пучки частиц с разным зарядом с огромной скоростью выпускаются навстречу друг другу [9]. Также Балакин разработал и построил компактный ускоритель, который приспособил для протонной лучевой терапии: выпущенные пучки протонов направляют на повреждённые клетки тела, затем их резко тормозят, и в этот момент выделяется их взрывная энергия, уничтожающая опухоль, не задевая при этом здоровые ткани. Этот комплекс называется «Прометеус» (или «Прометей»), и изображён рядом с положившим на него руку Владимиром Егоровичем.

Последняя композиция знакомит нас с профессором Владимиром Александровичем Тепляковым. С группой сотрудников ИФВЭ он разработал и создал первый в мире линейный ускоритель частиц УРАЛ-30 (Ускоритель Резонансный Автофокусирующий Линейный) [11], изображение которого представлено в нижней части композиции. Слева от портрета физика изображена схема перемещения частиц внутри ускорителя, а ниже – схема проводящего заряд по всей конструкции элемента – электрода с волнообразным краем. Изобретение Теплякова позволило заменить в некоторых экспериментах полуторакилометровое кольцо У-70 на более компактные и простые в использовании ускорители для частиц в виде тонких труб.

В художественный ансамбль росписей также входит группа символических изображений, отсылающих к изобретениям и открытиям учёных-физиков, о которых говорилось выше, а также значимым вехам в истории ядерной физики. Так, вы можете увидеть среди них планетарную модель атома, предложенную в 1911 году английским физиком Эрнестом Резерфордом, и квантовую модель строения атома неодима (Nd) датского физика Нильса Бора. Они впервые ввели в науку понятие атомного «ядра» и заложили фундамент для всей ядерной физики. Здесь  также можно увидеть изображение водородной бомбы, разработанной академиком Андреем Дмитриевичем Сахаровым и напоминающей по форме дирижабль, и упрощённую схему протонного ускорителя У-70, о котором рассказывалось выше, и благодаря запуску которого закрытый рабочий посёлок Серпухов-7 со временем превратился в современный наукоград Протвино.

Источники:

1. Протвино. [Электронный ресурс].

2. Город, который в СССР спрятали в лесу: почему Протвино в Подмосковье построили так, чтобы его почти не было видно. [Электронный ресурс]

3. История города Протвино. [Электронный ресурс]. 

4. Научная Россия. У-70 в деталях. Как работает самый большой ускоритель в России. [Электронный ресурс].

5. Город на Протве: к 55-летию г.Протвино. – 2015. [Электронный ресурс].

6. Организация НИЦ «Курчатовский институт». [Электронный ресурс].

7. Прокошкин, Юрий Дмитриевич. [Электронный ресурс]. 

8. Информационное издание Института физики высокой энергии «Ускоритель». №16 (436) январь – февраль 2016 г. [Электронный ресурс].

9. Информационное издание Института физики высокой энергии «Ускоритель». №21 (441) декабрь 2016 г. [Электронный ресурс]. 

10. Тепляков, Владимир Александрович. [Электронный ресурс]. 

11. Институт ядерной физики имени Г.И.Будкера СО РАН. Балакин Владимир Егорович (г.р. 1944). [Электронный ресурс].

Изображение (фото): пресс-служба Министерства строительного комплекса Московской области

Участники событий и другие указанные лица:

• Гоголь (Яновский) Николай Васильевич, прозаик, драматург, критик, публицист, один из классиков русской литературы;
• Грибоедов Александр Сергеевич, русский поэт, прозаик, драматург, дипломат, лингвист, историк, востоковед, пианист и композитор;
• Курчатов Игорь Васильевич, советский физик, разработчик советской атомной бомбы, основатель Института атомной энергии, один из основоположников использования ядерной энергии в мирных целях;
• Логунов Анатолий Алексеевич, советский и российский физик-теоретик, доктор физико-математических наук, профессор, ректор Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова, вице-президент Академии наук СССР;
• Несмелов Михаил Васильевич, участник Великой Отечественной войны, фельдшер 28 авиационной дивизии, майор, директор школы 2 города Протвино Московской области, преподаватель истории;
• Островский Александр Николаевич, русский драматург, творчество которого стало важнейшим этапом развития русского национального театра;
• Прокошкин Юрий Дмитриевич, советский и российский физик, область научных интересов — физика элементарных частиц, профессор, доктор физико-математических наук, академик АН СССР, РАН и Европейской Академии;
• Сахаров Андрей Дмитриевич, советский физик-теоретик, академик АН СССР, создатель термоядерной бомбы, общественный деятель, диссидент и правозащитник, народный депутат СССР, лауреат Нобелевской премии мира;
• Соловьёв Лев Дмитриевич, советский и российский физик, директор Института физики высоких энергий, лауреат Государственной премии СССР;
• Суляев Роман Матвеевич, советский физик, лауреат Ленинской премии;
• Тамм Игорь Евгеньевич, советский физик-теоретик, лауреат Нобелевской премии по физике, академик АН СССР и Леопольдины, Герой Социалистического Труда;
• Тепляков Владимир Александрович, советский учёный в области физики ускорителей, участник Великой Отечественной войны, изобретатель высокочастотной квадрупольной фокусировки в линейных ускорителях, Заслуженный деятель науки и техники Российской Федерации, профессор, доктор технических нау.