Академик
Литвак Александр Григорьевич
Александр
Григорьевич Литвак родился в предвоенный год — 17 ноября 1940 года в Москве.
Когда после войны семья вернулась из эвакуации в Москву, их жилье оказалось
занятым, переехали в город Горький в 7-метровую комнату бабушки.
В 1962 году
окончил Радиофизический факультет Горьковского государственного университета
им. Н.И. Лобачевского (ГГУ) по специальности «радиофизик-исследователь», далее
аспирантуру. В 1967 году под руководством профессора М.А. Миллера защитил кандидатскую
диссертацию «Некоторые вопросы теории нелинейных электромагнитных явлений в
плазме», в 1977 году защитил докторскую диссертацию «Самовоздействие и
взаимодействие электромагнитных волн в плазме». С 1977 года по настоящее время
— в созданном Институте прикладной физики АН СССР (ныне «Федеральный
исследовательский центр Институт прикладной физики РАН»): зав. сектором, зав.
лабораторией теории плазмы, зав. отделом физики плазмы, с 1988 года —
руководитель Отделения физики плазмы и электроники больших мощностей, с 2003
года — директор, с 2015 года — научный руководитель ФГБНУ «Федеральный
исследовательский центр Институт прикладной физики РАН». В 2008-2015 гг. —
организатор и председатель Нижегородского научного центра РАН. В 1992-2003 гг.
— со-основатель и вице-президент, с 2003 года - президент одной из успешных
инновационных фирм региона НПП «ГИКОМ».
В 1978-1991 гг.
— профессор Горьковского политехнического института. В 1991-2006 гг. —
организатор и первый декан базового факультета ИПФ РАН «Высшая школа общей и
прикладной физики» (ВШ ОПФ) в Нижегородском государственном университете, с
1991 года по настоящее время — профессор ВШ ОПФ, научный руководитель
Факультета.
Член-корреспондент
РАН c 2000 года, академик РАН c 2006 года — Отделение физических наук.
Академик А.Г.
Литвак — учёный с мировым именем, крупнейший специалист в области радиофизики,
физической электроники и физики плазмы, имеет более 4000 цитирований своих
работ, опубликованных в научных журналах. Область научных интересов А.Г.
Литвака: нелинейная электродинамика плазмы, управляемый термоядерный синтез,
физическая электроника, электроника больших мощностей, СВЧ электроника,
лазерная физика и нелинейная оптика, физика атмосферы и плазменная геофизика,
релятивистская электроника.
Его научная деятельность охватывает широкий круг
проблем: взаимодействие мощного электромагнитного излучения с веществом,
разработка и создание источников плотной плазмы, разработка СВЧ методов нагрева
плазмы в установках управляемого термоядерного синтеза, разработка мощных
источников СВЧ-излучения и их использование для создания новых технологий, а
также в интересах повышения обороноспособности страны. В конце XX — начале XXI
века его работы связаны с распространением сверхкоротких электромагнитных
импульсов в диспергирующих нелинейных средах. Его теоретические исследования
были многократно подтверждены в ходе экспериментов.
В экспериментах
по взаимодействию мощного СВЧ-излучения, проведенных А.Г. Литваком с
сотрудниками еще в 1970-е годы, были выполнены основополагающие работы в
области нелинейных электромагнитных явлений в плазме, в том числе по теории
самофокусировки и вынужденного рассеяния волн в бесстолкновительной и частично
ионизированной плазме. Ему принадлежит приоритет постановки комплексных
исследований по взаимодействию мощного СВЧ-излучения с плазмой, в результате
которых им вместе с сотрудниками были впервые экспериментально обнаружены и
исследованы эффекты самофокусировки волн в плазме и нелинейной прозрачности
плотной «закритической» плазмы, резонансного взаимодействия излучения с плотной
протяженной плазмой. Построена теория самоканалирования интенсивного излучения
в непрозрачной «закритической» плазме. Многие из этих эффектов обнаружены и
впервые исследованы им с сотрудниками в экспериментах по взаимодействию
СВЧ-излучения с плазмой, предвосхитивших современные лазерные эксперименты.
Впервые экспериментально обнаружена модуляционная неустойчивость ленгмюровских
колебаний, динамика ленгмюровского кавитона. Выполненные исследования
нелинейной динамики свободно локализованного газового разряда в пучках
электромагнитных волн заложили основы новой области физики низкотемпературной
плазмы, чрезвычайно богатой различными приложениями: от производства пучков
многозарядных ионов для ускорителей высоких энергий до очистки верхней
атмосферы от экологически вредных примесей и регенерации озона.
В области
управляемого термоядерного синтеза А.Г.Литваком с сотрудниками разработаны
основы теории электронно-циклотронного (ЭЦ) нагрева плазмы квазиоптическими
пучками электромагнитных волн и показана возможность нагрева плазмы в
тороидальных установках при вводе излучения со стороны слабого магнитного поля
(внешней стороны тора). Эти предложения, подтвержденные экспериментами на
токамаке Т-10 в Институте атомной энергии им. И.В. Курчатова, послужили основой
для широкого применения ЭЦ-нагрева в современных стеллараторах. Именно эти
эксперименты явились обоснованием требований к совершенствованию параметров
необходимых для ЭЦ нагрева гиротронов, уникальных источников мощного электромагнитного
излучения миллиметрового диапазона длин волн. Обоснование перспективности ЭЦ
нагрева плазмы стимулировало его применение в советских и зарубежных
термоядерных лабораториях, а, следовательно, и потребность в гиротронах —
приборах, генерирующих мощные электромагнитные излучения миллиметрового
диапазона, без которых сегодня представить современные установки управляемого
термоядерного синтеза просто невозможно.
В конце 1980-х
годов А.Г. Литвак стал руководителем комплексной программы работ по созданию
мощных источников микроволнового излучения (гирорезонансных приборов и генераторов
излучения на базе сильноточных релятивистских электронных пучков) и разработке
их приложений в радиолокации, физике плазмы и ядерной физике, в технологиях
получения новых материалов. Но реализация этой программы (1992) встретилась с
практически непреодолимой трудностью катастрофического (в десятки раз) снижения
государственного финансирования российской науки; месячная зарплата в
лабораториях была тогда менее 10 долларов, и не всегда вовремя. Единственным
выходом для брошенной на самообеспечение науки было найти для своей продукции
кратчайший путь к рынку. Поэтому А.Г. Литваком с единомышленниками в начале
90-х годов было принято решение попробовать выйти на мировой рынок с
источниками СВЧ-излучения — гиротронами, которые разрабатывались и создавались
в ИПФ РАН. Институт вместе с кооперацией ряда ведущих научных учреждений страны
обладал таким наукоемким продуктом — гиротронами. Это стало важнейшим
коммерческим ходом А.Г. Литвака: он предложил коллегам из Германии практически
бесплатно взять и опробовать источник на плазменной установке. Прибор проявил
себя настолько успешно, что его первые пользователи сделали ИПФ РАН невероятную
рекламу: на каждой Международной конференции, на каждом заседании по
плазменному нагреву они говорили, что «русские сделали что-то невероятное». По
инициативе А.Г. Литвака было создано научно-производственное предприятие «ГИКОМ»,
акционерами которого стали три десятка ученых и инженеров нескольких крупнейших
институтов страны (ИПФ, ИАЭ им. Курчатова, НПП «Торий», НПП «Салют»). ГИКОМ
сразу занял позиции мирового лидера в области производства гиротронов и
гиротронных комплексов. Гиротроны стали поставляться в ведущие термоядерные
центры США, Германии, Японии, Италии, Швейцарии, Китая. Сегодня примерно
половина термоядерных установок в мире оснащены нижегородскими гиротронами, а
ГИКОМ по-прежнему — очень успешная компания.
Аббревиатура
«ГИКОМ» расшифровывается как «гиротронные комплексы»: производство и поставки
гиротронов за рубеж. Фирма сумела создать собственное высокотехнологичное
производство, развить современные технологии вакуумной электроники.
Используемые в плазменных установках термоядерного синтеза (токамаках и
стеллараторах) гиротроны поставляются «ГИКОМом» в ведущие термоядерные центры
мира. Таким поставкам предшествуют международные тендеры, которые «ГИКОМ»
успешно выигрывал, обходя знаменитых конкурентов — фирмы «Thompson» и
«Toshiba», имеющих в этих конкурсах государственную поддержку в качестве
национальных производителей.
Поставки
гиротронов производства «ГИКОМ» на ведущие установки внесли принципиальный
вклад в их научные результаты, например — поддержание более часа разряда в
японской установке LHD и китайском токамаке EAST,
успешные эксперименты по подавлению неустойчивостей в германской установке
ASDEX Upgrade и др. Сегодня ГИКОМ — мировой лидер в области производства
гиротронов и гиротронных комплексов, предприятие выполнило более 100
международных контрактов, поставило свою продукцию в 15 стран, участвующее в
крупнейшем международном проекте ИТЭР. Но самой важной и ответственной задачей
является производство гиротронов для самого крупного термоядерного проекта
«Международный экспериментальный термоядерный реактор» (ITER), который сооружается во Франции широкой
кооперацией из 35 стран, в которой основная роль принадлежит 7 участникам:
Европейский союз, Индия, Китай, Япония, Южная Корея, Россия, США.
По проекту ITER система ЭЦ нагрева должна состоять из 24 гиротронов
с фиксированными рекордными для этих приборов параметрами. При этом по 8
гиротронов должны были поставить производители из России (фирма «GYCOM» и Японии (фирма «Canon»),
6 гиротронов — Европейское сообщество (фирма «Tales»),
2 гиротрона от имени Индии по контракту должен изготовить «GYCOM». По факту сегодня Россия и Япония изготовили по 8
обещанных гиротронов с рекордными для этих приборов: частота 170 ГГц, мощность
излучения 1.0 МВт, коэффициент полезного действия выше 50%, длительность
генерации 1000 сек. Произведенные гиротроны прошли международную приемку на фабричных
испытаниях, часть гиротронов уже доставлена во Францию и находится в режиме
монтажа. Европейское сообщество пока не сумело удовлетворить требованиям ITER по параметрам гиротронов, особенно критическим
является величина КПД. В 2025 году на ITER был проведен
анализ планируемых режимов работы установки и сроков их реализации, и, в
частности, было принято решение о значительном увеличении (утроении), суммарной
мощности системы ЭЦ нагрева. В результате дирекцией ITER
заключены новые контракты с российским и японским производителями о
дополнительной поставке по 20 гиротронов каждой стороной.
Среди наиболее
важных результатов, полученных под руководством А.Г. Литвака в последние годы,
следует отметить создание мегаваттного гиротрона со ступенчатой перестройкой
частоты излучения, разработку на базе гиротронов источников плотной
неравновесной плазмы, микроволновых технологий спекания нанокерамических
материалов, а также высокоскоростного выращивания поликристаллических алмазных
пленок и пластин, открывающего возможности создания новой перспективной области
электроники — алмазной наноэлектроники. Им с сотрудниками развернуты
исследования по созданию и применению источников излучения терагерцевого
диапазона, связанные как с продвижением традиционных методов мощной вакуумной
электроники в область более высоких частот, так и с использованием
детектирования фемтосекундных лазерных импульсов в нелинейных средах. Ведутся
работы, направленные на создание микроволновых источников для
высокоградиентного ускорения частиц, начата разработка новых магнитных систем
для вакуумной электроники с использованием высокотемпературных
сверхпроводниковых материалов. Ведутся теоретические и экспериментальные
исследования, направленные на создание многоволоконных лазерных систем,
конкурентных твердотельным лазерам по уровню пиковой и средней мощности, в
частности, определены структуры массивов многосердцевинных активных световодов,
в которых когерентность излучения, необходимая для последующего суммирования
интенсивных волновых пучков сохраняется благодаря формированию нелинейных
собственных мод системы. Предложены варианты эффективной самокомпрессии
лазерных импульсов и формирования световых пуль в таких системах. Успешно
развиваются исследования в области квантовых технологий, направленные на
создание основных элементов квантовых коммуникаций и вычислений на основе
примесных центров окраски в твердом теле. Реализованы кубиты, квантовая память
на спектральной решетке ионов редкоземельных металлов, внедренных в
неорганический кристалл, продемонстрирована возможность трехкубитовых операций.
Реализована схема однофотонной квантовой памяти и перепутыванию пространственно
разнесенных ячеек памяти, необходимые для создания квантовых повторителей,
определяющих возможность масштабного расширения линий квантовых коммуникаций.
А.Г. Литвак
уделяет большое внимание подготовке научных кадров и совершенствованию системы
научного образования. В 1984 году по его инициативе была создана базовая
кафедра «Электрофизика» ИПФ в Горьковском политехническом институте, что позволило
А.Г. Литваку реализовать идею углубленной базовой подготовки студентов,
ориентировать их на академическую науку. В 1991 году эта базовая кафедра
превратилась в факультет «Высшая школа общей и прикладной физики» (ВШОПФ)
Нижегородского государственного университета имени Н.И. Лобачевского. Была
реализована уникальная система полной интеграции академической науки с высшим
образованием. Факультет ВШОПФ размещен в помещениях ИПФ РАН, использует
лабораторную и информационную базу ИПФ РАН. «Нижегородская» модель элитной
подготовки физиков получила признание и высокую оценку как в России, так и за
рубежом, в которой все преподаватели факультета были отобраны из ведущих
научных сотрудников РАН в режиме штатного совместительства.
А.Г. Литвак 15
лет был заместителем директора Института, потом 12 лет — директором, далее —
научный руководитель. ИПФ РАН — крупнейший академический институт региона и
всего Приволжского федерального округа, один из ведущих институтов российской
науки. Это большой коллектив — свыше 1600 человек — занимающийся электроникой
больших мощностей, физикой плазмы, физикой атмосферы и гидросферы, астрофизикой
и радиоастрономией, физикой и электроникой наноструктур, гидроакустикой,
нелинейной динамикой, лазерной физикой, дистанционной диагностикой естественных
сред и лабораторных объектов. ИПФ РАН занимает передовые позиции по целому ряду
направлений современной физики, ведет около сотни проектов, поддерживаемых грантами
научных и промышленных корпораций, фондов, участвует в выполнении госконтрактов
по федеральным целевым программам, имеет заказы из Росатома, Роспрома,
Росавиакосмоса, Министерства обороны РФ, а также контрактных работ с отечественными
и зарубежными фирмами.
Институт обоснованно
носит название Института прикладной физики, но его прикладные работы базируются
главным образом на результатах собственных фундаментальных исследований. В
трудные 90-е годы исследовательский коллектив вынужден был более плотно
заняться прикладными исследованиями, поскольку прикладная наука в стране в то
время практически рухнула, были закрыты почти все отраслевые НИИ.
На посту
директора ИПФ А.Г. Литвак успешно решал задачи сбережения экономического, кадрового
и научного обеспечения и развития Института, сохранившего, несмотря на трудные
годы реформ, ведущие позиции в мировой науке в области физики колебательных и
волновых процессов. Сегодня, если соотнести, сколько средств выделяется
государством на фундаментальные исследования, и сколько коллектив зарабатывает
на прикладных исследованиях, то получится, что 2/3 получаемых средств Институт
зарабатывает самостоятельно. Под руководством А.Г. Литвака планомерно
реализовывалась социальная программа Института, включающая жилищное
строительство и финансирование обширной социальной сферы. Институт поддерживает
эффективные научно-производственные связи с ведущими научными центрами и
промышленными предприятиями России. Нижегородские физики участвуют в крупнейших
мировых проектах, включая термоядерный реактор ITER во Франции.
Коснулся ИПФ РАН
и непростой процесс реструктуризации. Директор А.Г. Литвак повел себя в этой
сложной ситуации мудро. Он стал инициатором создания на базе ИПФ Федерального
исследовательского центра, объединившего научные потенциалы трех нижегородских
академических институтов и ставшего одним из крупнейших в России
научно-исследовательских центров широкого профиля. Сегодня, в должности
научного руководителя центра, им ведется большая работа по координации
исследований и установлению эффективных научно-производственных связей центра с
ведущими научными организациями и промышленными предприятиями России. Под научным
руководством А.Г. Литвака в ИПФ успешно выполняется программа фундаментальных и
прикладных исследований, связанных с решением проблем в приоритетных
направлениях науки и с обеспечением обороноспособности страны. Проводится
работа по установлению эффективных научно-производственных связей с ведущими
предприятиями атомной энергетики, судостроения и радиоэлектроники Нижегородской
области, с Федеральным ядерным центром и другими.
А.Г. Литваку
принадлежит решающая роль в формировании самого крупного Отделения ИПФ РАН —
Отделения физики плазмы и электроники больших мощностей. Им создан Научно-образовательный
комплекс ИПФ РАН, реализующий эффективную непрерывную систему подготовки
научных кадров для работы в области физики. В составе комплекса
специализированные старшие классы физико-математического лицея, факультет ВШОПФ
и аспирантура ИПФ РАН. Более трети сотрудников ИПФ РАН имеют возраст менее 35
лет.
А.Г. Литвак —
основатель и руководитель одной из наиболее крупных и известных в России
научных школ «Взаимодействие интенсивных электромагнитных полей с плазмой»,
неоднократно отмеченных государственной программой поддержки ведущих научных
школ — среди его учеников более 20 докторов и кандидатов наук, в том числе
академик РАН.
Результаты его
исследований опубликованы в более чем 300 научных статьях, реализованы в
многочисленных уникальных приборах и аппаратурных комплексах.
А.Г. Литвак
является председателем и членом Программных комитетов целого ряда Международных
научных конференций и совещаний, в том числе, основателем и председателем
традиционно проводимых ИПФ РАН — конференций «Рубежи нелинейной физики» и
«Интенсивное микроволновое излучение: источники и приложения», имеющих высокий
международный рейтинг.
А.Г. Литвак — член
редколлегий ряда международных и отечественных научных журналов — «Физика
плазмы», «Радиофизика», «Успехи физических наук», международного журнала
«International Journal of Infrared and Millimeter Waves».
В 2016 году ему
присвоено звание «Почетный профессор ННГУ».
С 2008 по 2022
год — член Президиума РАН, член Бюро Отделения физических наук РАН, член Бюро
Совета РАН по космосу, председатель экспертного совета ОФН РАН «Радиофизика и
акустика, физическая электроника, физика плазмы».
Награжден
орденом Дружбы (2004 год), орденом Почета (2024 год), орденом «За заслуги перед
Отечеством» IV ст. (2010 год), медалью «За доблестный труд» (1970 год).
Лауреат
Государственной премии СССР по науке и технике (1987 год), лауреат премии
Правительства РФ в области науки и техники (2011 год).
1994-2000 гг. —
грант Правительства РФ для выдающихся ученых, 1997-2006 гг. — гранты
Правительства РФ по программе поддержки ведущих научных школ, отмечен юбилейной
медалью «300 лет Российской академии наук».
Присвоено звание
«Почетный гражданин Нижегородской области» (2006 год), премия Нижнего Новгорода
за «Систему непрерывной подготовки высококвалифицированных научных кадров».
Удостоен
Международной премии им. Кеннета Батона «За выдающийся вклад в науку об
электромагнитных волнах» (2008 год), Инновационной премии Отделения физики
плазмы Европейского физического общества (2011 год).