Как-то весной 1949 года меня пригласил к себе А. Ф. Иоффе. Разговор он вел в своей обычной манере — расспросил, как мне работается, как дела в семье, затем стал говорить о том, что пришло время начать в нашем институте широкие исследования в области низких температур. В этом заинтересованы многие разделы науки, например физика твердого тела и ядерная физика.
Работы, ведущиеся в этих областях, не всегда полны, так как неясно поведение исследуемых материалов в условиях глубокого холода — при температуре ниже 77° по Кельвину, какой мы только и могли достигать в нашем институте, то есть температуры жидкого азота. Между тем известно, что в условиях низких температур многие явления протекают иначе, чем при обычной температуре наших исследований, обнаруживаются незнакомые ранее явления, позволяющие по-новому взглянуть на возможности и самую природу вещества. Словом, эта область очень перспективна и необходима. Не имея лаборатории низких температур, институт не может успешно двигаться вперед, он неизбежно отстанет от других научных учреждений.
Соображения Абрама Федоровича были мне понятны и не вызывали возражений. Но я удивился, когда он предложил мне взяться за новое дело и возглавить будущую лабораторию низких температур. Задача ставилась нелегкая, а в институте работали люди, более подготовленные к ней, чем я. Были у нас ученые, уже знакомые с этим делом, даже опубликовавшие свои работы в области низких температур. Их эксперименты проводились в Москве и Харькове, где в то время уже действовали установки для получения жидкого водорода и жидкого гелия. Кроме того, мне, признаться, не хотелось бросать дело, которым я в то время занимался, — применение газовой изоляции в высоковольтных устройствах. Над этим я работал еще до войны. Как раз в конце сороковых годов газовая изоляция широко внедрялась в промышленность, что давало большой экономический эффект.
Все это я сказал Иоффе, но он ответил, что моя работа как исследование фактически завершена, ее теперь могут внедрять уже заводские лаборатории, а низкие температуры — область в высшей степени современная и перспективная. Что касается других кандидатур, то они уже обсуждались, но руководители института нашли, что правильнее всего поручить новую работу мне.
Видя мои сомнения, Иоффе посовётовал подумать. И было над чем. Мне уже перевалило за пятьдесят и вот предлагают, в сущности, снова учиться, осваивать малознакомую и трудную отрасль науки, взять в какой-то мере на себя ответственность за ее развитие…
Еще не раз я разговаривал с Иоффе, советовался с самыми авторитетными для меня товарищами. Все уговаривали принять предложение, обещали помощь. И я согласился. Так начался новый период моей жизни.
Вспоминая то время и бесчисленные трудности, которые пришлось преодолевать на вновь избранном пути, я думаю об удивительной способности таких больших ученых и организаторов науки, как Иоффе, Курчатов, Капица, Семенов, увлекать людей своими идеями, пробудить стремление к поиску нового.
В науке склонить более или менее сложившегося работника к тому, чтобы он оставил одно выбранное им направление и пошел по другому, всегда непросто. Говорят, и не без основания, что исследование требует от исполнителя бесконечного терпения, настойчивости, способности забыть все на свете в стремлении к поставленной цели, во всяком случае оставить все личное. Когда идет эксперимент, не приходится думать о домашних делах, о сне и еде. Пропущенные обеды и ужины, бессонные ночи — все это бывает для исследователя неизбежным. Разве станешь рисковать результатами долго и тщательно подготовлявшегося эксперимента ради того, чтобы удовлетворить пробудившийся аппетит? Правда, на самый эксперимент уходит иной раз каких-нибудь один-два процента времени, остальное съедает подготовка, но и в ней нужны постоянная, неослабеваемая настойчивость, упорство вместе с ясностью мысли, изобретательностью и многими другими важными качествами.
Все это способен проявлять день за днем и год за годом лишь человек, для которого проводимый поиск является кровным делом, насущной потребностью. Подобная потребность обычно вызревает постепенно, возбуждается вновь возникшими в процессе исследований идеями. Люди охотнее всего берутся за работу, которую они сами задумали. И вот, общаясь с Иоффе, Курчатовым, Капицей, Семеновым, Александровым — этими крупнейшими учеными, которых встречал на своем пути, я много раз поражался их умению зажечь людей, сделать так, чтобы их идея становилась для другого как бы его собственной, и он, сроднившись с нею, брался за ее осуществление со всей энергией, настойчивостью и жаром, на которые способен. А тот, кто эту идею подсказал, отходит тихонько в сторону, не претендуя на какую-то долю в будущем успехе, которому, однако, готов всячески способствовать и радоваться.
Прошло четверть века с тех пор, как под влиянием друзей-учителей я окунулся в совершенно новую для себя область физической науки, взялся за организацию исследований, связанных с глубоким холодом. Теперь пришла пора подводить итоги…
Какими трудными ни оказались препятствия, они, в общем, преодолены, а созданные нами за эти четверть века научные центры живут, действуют и стали жизненно важными не для одного Физтеха, а и для ряда других организаций, ведущих исследования в различных областях естественных наук.
Для чего нужна лаборатория низких температур, мы, конечно, приступая к ее созданию, представляли себе ясно. Изучая структуру какого-либо вещества, ученые исследуют его и в обычном состоянии и подвергают давлению — высокому и сверхвысокому, нагревают, плавят, переводят в газообразное и даже плазменное состояние. С каждым днем методы исследований становятся все тоньше и сложнее, появляются все новые хитроумные методики. Времена, когда можно было сделать открытие с помощью стеклянной колбы, куска пециина и электрометра, увы, миновали. Но сколь ни хитры способы исследований, они не помогут узнать о веществе все, интересующее нас, если мы не проведем эти работы и в условиях глубокого холода.
Когда мы нагреваем исследуемое вещество, тут как будто нет предела, вопрос лишь в том, каковы наши технические возможности и чего мы хотам достигнуть. Температура плазмы, например, определяется миллионами градусов. Охлаждению же природа поставила жесткий предел, переступить который невозможно. Это абсолютный нуль, или —273,16° по Цельсию. И вот, чем ближе к данной точке, тем больше интересного обещает исследование. Когда вещество охлаждается до температур сверхнизких, приближающихся к абсолютному нулю, в нем практически прекращается тепловое движение. Если при обычной комнатной температуре движение атомов и молекул носит хаотический характер, скрывающий многие интересные явления, происходящие в веществе, то с прекращением движения их уже можно наблюдать. Это относится и к тонким физическим явлениям, зависящим от энергии взаимодействия между частицами; такие явления настолько малы, что при обычных температурах их просто не измерить.
Исследования в глубоком холоде позволили открыть новые удивительные свойства вещества. Одно из них — сверхпроводимость металлов и сплавов, исчезновение у них электрического сопротивления. Это уже сулит огромные возможности для техники. Известно, что при передаче электрической энергии на расстояние значительная часть ее теряется именно из-за сопротивления, уходит на ненужное и вредное нагревание проводов. Порой приходится создавать дорогие и сложные приборы, снимающие перегрев. Потери энергии от электросопротивления ставят предел возможности передавать ее на очень дальние расстояния вообще. В конце концов сопротивление может поглотить всю энергию. Однако, если передавать ее по линиям из сверхпроводящих материалов, такие ограничения совершенно исчезнут, расстояния перестанут играть существенную роль. Уже это одно делает изучение сверхпроводимости исключительно заманчивым.
Скажу еще о другом явлении, тоже возникающем в глубоком холоде. Это сверхтекучесть гелия. Охлажденный до 2,19° по Кельвину, гелий переходит в новое состояние, когда жидкость может без всякого трения проникать через любые мельчайшие, микроскопические поры. Вязкость ее уменьшается в тысячи раз и практически исчезает. Это качество тоже может хорошо послужить в технике.
Перечислить все возможности, открывающиеся перед наукой и техникой при использовании низких температур, теперь уже просто трудно. В глубоком холоде, например, можно получать чистые газы, разделять газы на фракции и т. д.
Поведение различных материалов при низких температурах мы изучали и до войны, в частности в эльбрусских экспедициях. Со временем важность таких исследований возросла. В глубоком холоде свойства материалов сильно меняются. Одни становятся хрупкими, у других, наоборот, возрастает пластичность, они делаются более прочными. Появились новые области науки — низкотемпературное материаловедение и низкотемпературная электроника. Они должны ответить на многочисленные вопросы, возникающие у создателей космических аппаратов и приборов.
В то время, когда мы приступили к организации своей лаборатории, первый искусственный спутник Земли еще не взлетел в космос, но ученые уже думали о нем, работали над ним, так что их вопросы к низкотемпературному материаловедению настоятельно требовали ответа. Знание физических свойств, которыми обладают в глубоком холоде твердые тела, позволяет создавать и новые материалы с заранее заданными качествами.
Можно перечислить немало замыслов и проектов, казавшихся в наши молодые, годы чистой фантастикой и блестяще осуществленных уже на наших глазах. Этому в большой мере способствовали исследования в области низких температур.
В наши дни радиосвязь осуществляется на космических расстояниях во многие миллионы километров, а возможным это стало благодаря использованию глубокого холода, помогающего избавляться от теплового» шума, который при обычных условиях создают детали приборов. Или возьмем, к примеру, быстродействующие радиоэлектронные устройства. Чтобы разрабатывать такие приборы, необходимо знать электрические и магнитные свойства металлов, полупроводников и диэлектриков в условиях низких температур.
Глубокий холод работает и тогда, когда нужно добиться особенно большого разрежения воздуха, без чего нельзя наладить гигантские ускорители элементарных частиц. Да и мало ли где еще нужны низкие и сверхнизкие температуры.
Во втором десятилетии нашего века в мире была известна лишь одна лаборатория низких температур — Лейденская в Голландии. В ней удавалось достигать холода в 90° по Кельвину (—183 °C). Потом был получен жидкий водород, с помощью которого температура доводилась уже до —253°, и, наконец, сжиженный гелий, позволяющий при нормальном давлении понижать температуру до 4,2° К (— 269 °C).
Не буду здесь описывать методы, с помощью которых газы переводят в жидкое состояние. Эти методы довольно сложны, хотя и не представляют для ученых чрезмерных трудностей. Поэтому количество низкотемпературных лабораторий во всем мире начало быстро расти. В нашей стране на рубеже 1940—1950-х годов существовало два низкотемпературных центра: один в Институте физических проблем в Москве, другой— в харьковском Физтехе. Туда я и решил поехать, прежде чем начать строительство лаборатории в Ленинграде. Надо было постигнуть премудрость работы с низкими температурами, позаимствовать опыт, определить тематику, наконец раздобыть сложное оборудование. С такими надеждами я и начал свои путешествия.
Меня очень хорошо приняли в Москве, показали все приборы и машины, работавшие в лаборатории низких температур, обещали помочь в выборе тем для исследований, которые мы сможем начать, оборудовав свою лабораторию в Ленинграде. Бывая на предприятиях и в научных институтах, я давно подметил одно характерное явление. Предприятия часто страдают от недостатка смелой технической инициативы, в институтах же, наоборот, инициатива почти всегда в избытке. Идей, тем для исследований хоть отбавляй, дело лишь за возможностью их осуществления. И вот институты охотно делятся своими замыслами с производственниками.
Я был искренне благодарен московским товарищам за хороший прием, но мне требовались прежде всего реальные вещи — ожижители, аппараты для получения жидкого азота, водорода, гелия, сосуды, в которых хранят жидкие газы; нужны были опытные сотрудники, умеющие работать с низкими температурами. В этом отношении московские товарищи помочь мне не могли.
В Харькове лабораторией низких температур Академии наук УССР заведовал академик Б. Г. Лазарев. Он один из тех, кто вырос в Физтехе, куда пришел почти мальчиком в двадцатые годы. Еще тогда он выделялся своим талантом исследователя и как один из «могучей кучки» физиков был послан в Свердловск для организации там нового центру науки. Такие отпочкования являлись для Физтеха обычным делом.
Борис Георгиевич встретил мейя в Харькове как родного. Старая дружба не остыла за годы. Нам было что вспомнить, о чем поговорить. К тому времени Б. Г. Лазарев стал уже видным ученым, работающим над исследованием твердого тела. На Украину он переехал с Урала в 1937 году и в Харьковском физико-техническом институте возглавил интересные исследования в сложной области науки — изучение конденсированного состояния.
Академик Б. Г. Лазарев занимался и занимается широким кругом интереснейших проблем, среди которых изучение влияния высоких давлений на электропроводность, теплопроводность и сверхпроводимость металлов и сплавов. Для своих работ он создал оригинальную методику, которую широко применяют теперь и у нас, и за рубежом.
Работы Лазарева открыли новые возможности для нашей техники. Особенно это относится к созданию мощнейших магнитов с обмоткой из сверхпроводящих сплавов. Суть в том, что для мощного магнита требуются огромные источники электрического питания, а чтобы охлаждать его обмотки, приходится создавать специальные насосные станции, так как магниты нагреваются очень сильно. Все это дорого и сложно. Совсем иное дело, если их изготовить из сверхпроводящих материалов. Такие магниты много проще, компактнее и надежнее. В 1969 году Борис Георгиевич докладывал на советско-японской научной конференции о созданном им уникальном сверхпроводящем соленоиде, и это сообщение вызвало огромный интерес.
Немало поучительного увидел я в лаборатории Лазарева и в 1949 году, когда попал туда впервые. Борис Георгиевич уделял мне много времени. Годами он моложе, но занимался со мной терпеливо и внимательно, как хороший учитель с несколько отставшим учеником. Дело, которому я впоследствии посвятил долгие годы, было для меня тогда еще совсем новым.
В общем, у Лазарева я многому научился, он помог наметить генеральные направления будущей работы в ленинградской лаборатории. И в последующие годы мы встречались много раз — в Харькове, Ленинграде, на юге, вместе обсуждали научные проблемы, вместе отдыхали.
Говорят, кто не умеет отдыхать, тот не умеет работать. У Бориса Георгиевича можно поучиться и тому, и другому. Если работать с ним радость, то и отдыхать — истинное удовольствие. Свой широкий характер, настойчивость и оптимизм он проявляет и тут и там.
Как-то, еще в пятидесятые годы, Лазаревы задумали обзавестись автомобилем. В Харькове в то время приобрести его было нелегко даже академику. Мы узнали о желании Бориса Георгиевича и решили ему помочь. Хлопоты увенчались успехом, и новенькая машина ждала Бориса Георгиевича в нашем физтеховском гараже. Выбрав свободные денечки, он примчался за ней. Но как перегнать автомобиль к месту назначения? Борис Георгиевич опыта вождения почти не имел, а дело было зимой, когда вести автомобиль в дальний путь рискованно даже специалисту.
Поразмыслив, я предложил себя, в качестве водителя. В проблемах глубокого холода я был по отношению к Лазареву еще учеником, но как водитель имел несколько больший опыт — гонял свою «победу» по разным зимним дорогам.
В общем, на рассвете солнечного морозного, дня мы выехали на заснеженное шоссе и начали свой «автопробег». Довольно долгое время шоссе было совершенно пустынным, потом на горизонте показался какой-то грузовик, шедший на сближение нами. Вскоре я заметил, что встречная машина застряла задними колесами в глубокой обледенелой колее и все усилия шофера вывести ее тщетны. Наконец грузовик остановился посередине дороги. Я вел машину навстречу до тех пор, пока не стало ясно, что колея, по которой бегут наши колеса, та же самая. Выехать из нее, свернуть и мне не удалось. Я поспешил сбросить газ, стал тормозить как мог, но автомобиль продолжал скользить по проклятой колее, не слушаясь тормозов, прямо к стоящему грузовику. В общем, мы с ним «состыковались». Скорость была уже небольшая, но все же произошел чувствительный удар. Грузовик не пострадал, но богатый никелем, блестящий перед новенькой лазаревской машины оказался изрядно помятым.
Я был страшно смущен и огорчен, шофер грузовика тоже чувствовал себя неловко, осматривая нашу машину, и горестно ахал. Один Лазарев сохранял жизнерадостность и хорошее настроение. С помощью шофера грузовика мы два дня ремонтировали пострадавшую машину в гараже ближайшего колхоза. Борис Георгиевич работал, засучив рукава, и подбадривал нас веселыми шутками. Дальнейший путь прошел уже благополучно, если не считать снежных заносов, заставивших нас проторчать день в Белгороде. Как бы то ни было, мы торжественно отпраздновали завершение «пробега» в Харькове, в доме Лазаревых.
В другой раз мне вместе с Борисом Георгиевичем пришлось поработать гаечными ключами и прочим слесарным инструментом уже в Ялте, где мы встретились во время отпуска.
Началось с того, что мы пошли на экскурсию в дом А. П. Чехова. Пробыли там долго, спустились в сад. Было видно, что содержат его хорошо.
— Вот только с насосом непорядок, — сказал нам экскурсовод. — Насос с электрическим приводом в чеховские времена был еще редкостью, но при Антоне Павловиче он работал, а как не стало Чехова, так привод стал шалить, и воду для сада берут не из местного колодца, а из другого источника.
— Наверно, плохо старались, — проворчал я. — Как это не наладить насос?
— А знаешь что, — отозвался Лазарев, — давай мы его исправим, чего в самом деле? Пусть будет как при Чехове.
Недолго думая, он отправился в соседний гараж и возвратился оттуда с инструментами. Не щадя сроих белоснежных рубашек, двое курортников принялись за дело. Небольшая группа экскурсантов и местных жителей скептически наблюдала за нашими стараниями. Зрители не скупились на иронические замечания, мы помалкивали — отвечать следовало делом, а оно у нас не ладилось: насос-то был сильно запущен. Как нам сказали, многие местные мастера уже пытались что-то сделать, но безуспешно. Лишь убедившись, что давно пропустили обед, а работы еще непочатый край, мы ушли.
На следующее утро, придав себе рабочий вид, мы пришли к колодцу снова. У нас уже был точный план испытаний и переделки злополучного насоса.
— Теперь-то он подчинится, — решительно объявил Борис Георгиевич, — законы физики обязательны и для этого ископаемого чудища.
В общем, он работал в поте лица до тех пор, пока вода не побежала непрерывной струей. Хорошая вода. Мы попробовали ее, убедились в этом, а потом скромно отметили свою маленькую победу в дегустационном зале, где нам подали прекрасные крымские вина.
Имеют ли эти случаи отношение к проблеме низких температур? Во всяком случае, характер Лазарева они, мне кажется, помогают понять. Настойчивость, стремление довести до конца любое начатое дело — как это много значит для экспериментатора!
В общем, поездка в Харьков во многих отношениях была полезной, однако оборудованием для лаборатории я не разжился и там.
А что мы имели у себя? Одну старую азотную установку, бездействовавшую с довоенных времен. За годы блокады она сильно пострадала, колонка была продырявлена, часть деталей испорчена…
С восстановления установки, собственно, и началась организация новой лаборатории. Сделать это помогли связи с руководителями многих ленинградских предприятий, сохранившиеся со времен блокады. Не простое это дело упросить какой-либо завод изготовить, и притом срочно, нужную тебе часть оборудования. Завод и без того загружен — программа! А деталь, о которой идет речь, сложная, и большой выгоды ее изготовление не сулит. Вот и не хотят за это браться, хватает своих забот. Но приедешь к директору: «А помните, как в блокаду работали? И мы вам помогали, и вы нам. Дело было общее, фронтовое, а теперь стали глядеть в разные стороны?» В конце концов, выполняли наши заказы сверх основной программы.
Но кроме азотной установки нужны были ожижители водорода и гелия, а где их взять? В нашей стране их не производили, а получить из-за границы в то время не представлялось возможным. Решили сделать собственными силами. А силы у нас какие? Новая лаборатория тогда имела всего шесть сотрудников, и ни один из них не обладал опытом работы с низкими температурами. Неудивительно, что наше намерение самим изготовить установку для получения жидкого гелия некоторым в институте показалось авантюрой.
Не буду описывать здесь все треволнения и хлопоты, упомяну лишь, что создание и оснащение лаборатории заняли почти два года. Я выполнял обязанности конструктора, снабженца, слесаря, каменщика и еще бог весть кого…
Как бы там ни шло, но наступил день, когда ожижитель гелия был готов. Радость же оказалась преждевременной — первые опыты на нем прошли неудачно. И снова я услышал разговоры о том, что взялись не за свое дело, что вот, мол, оно, наказание зачрезмерную самонадеянность…
Все изменилось, когда трудности наладки и освоения мы преодолели наконец. Жидкий гелий пошел, и сразу начались интересные исследования, видные ученые стали искать возможность работать с нами. Я получал в то время много писем из разных городов страны. Нас поздравляли с пуском низкотемпературного комплекса, предлагали различные темы, которые другие лаборатории хотели разрабатывать совместно.
Еще в то время, когда новая лаборатория оснащалась, мы начали исследования в области сверхпроводимости. Меня всегда влекли работы, которые могли быть использованы в технике, в промышленности. Всем понятна важность, необходимость фундаментальных исследований, расширяющих наши знания об основных законах природы, но всякое крупное открытие неизбежно имеет и конкретные результаты, служит людям. А сверхпроводимость — явление, которое обещает технике, народному хозяйству очень многое. Оно уже практически используется и сейчас, а в будущем наверняка послужит средством огромной экономии человеческого труда и энергии. Мы уже имеем сплавы, приобретающие свойство сверхпроводимости не только при температурах, близких к абсолютному нулю, но и при более высоких. Может быть, удастся создать и материалы, скорее всего полимеры, при помощи которых станут передавать энергию на расстояния без потерь даже при температурах обычных, комнатных или близких к ним. Наука такие материалы ищет, и не без надежды на успех. Их появление сулит неисчислимые выгоды.
В общем, мы занялись сверхпроводимостью прежде всего. Но для работ в этой области требовались мощные магнитные поля. Как их получить? И вот тогдашний директор института А. П. Комар, знавший, что я езжу по городам страны в поисках нужного оборудования, надоедаю всем, а начальству особенно, как-то сказал мне:
— Тебе, кажется, нужен магнит? А ведь у нас он лежит на складе. Хочешь, передадим его вашей лаборатории? Правда, у тебя места нет…
Но я не отказался.
— А где ты его поставишь? — поинтересовался Комар.
— Найдем, — ответил я. — Только отдай нам магнит.
Магнит мы получили, но он весил 14 тонн, никакое перекрытие такую тяжесть не выдержит, а весь первый этаж был заполнен другими тяжелыми установками. Где найти место? Я мучительно ломал себе голову, плохо спал по ночам, мысленно вновь и вновь переставлял все наше оборудование, но достаточной площади в первом этаже не находил. Значит, тащить этакую махину на второй этаж? Но тогда надо подводить под нее фундамент с самой земли, он займет и помещение первого этажа, которое мы освободить не можем, да никто этого и не позволит…
Опять ничего не получалось. Фундамент до второго этажа строить нельзя, перекрытия не выдержат, прикидывал я в сотый раз, что же остается? Казалось, ничего. Но вдруг мелькнула идея: а если использовать вместо фундамента внутреннюю стену, разделяющую помещения в первом этаже? Она массивная, пожалуй, выдержит! Схватил логарифмическую линейку, принялся за расчеты. Да, выдержит, определенно! Но как поставить магнит на стену, она же и через второй: этаж проходит? Ну, это уже представлялось простым дедом. В стене второго этажа можно сделать нишу, в ней и поместить магнит.
На следующий день я объявил о своем решении директору, тот сказал, что это фантазия и ничего у меня не выйдет, разрешения мне не дадут, во всяком случае пока мои расчеты не подтвердит авторитетная комиссия из Академстроя. Но комиссию заполучить все не удавалось, а время шло. Решил начать работу на свой страх и риск. Я верил расчетам, а они показывали, что никакого риска, собственно, нет.
И вот мы, не успев освоить свою специальность — низкие температуры, стали овладевать новым, строительным ремеслом. Сами разобрали стену, подготовили нишу. А как втащить магнит наверх? Его самая крупная часть весила 6 тонн. В то время в Ленинграде был только один передвижной кран такой грузоподъемности, и требовался он многим… Наконец получили и кран. Втащили магнит наверх, установили. Вскоре он уже действовал. Наши возможности сразу расшири-лись. Мы могли не только охлаждать исследуемые материалы до низких температур, но и воздействовать на них мощными магнитными полями.
Одним из первых исследователей, с кем у новой лаборатории наладилась совместная работа, был Александр Васильевич Степанов. Я знал его давно, он ведь тоже был физтеховцем, достиг высоких званий, являлся членом-корреспондентом Академии наук СССР, что, впрочем, не мешало старым друзьям по институту иногда вспоминать о его шутливом прозвище «Кот-мурлыка». Это имя дали Александру Васильевичу в юную пору. Молодой Степанов очень любил петь, постоянно мурлыкал под нос понравившиеся мелодии. У него был прекрасный голос, одно время товарищи всерьез уговаривали Степанова поступить в консерваторию, но его преданность физике оказалась безраздельной. Науке он посвятил себя целиком, только ею и жил, не имея семьи. Работая в Физтехе, Александр Васильевич вел и большую педагогическую деятельность в Педагогическом институте имени Герцена, передавал свои обширные знания и любовь к физике будущим учителям.
В нашей лаборатории Александр Васильевич исследовал поведение твердого тела, изменение его структуры при гелиевых температурах. На сконструированных им установках были изучены общие закономерности и особенности поведения кристаллов, охлажденных: до 1,3° К, при этом удалось определить, как и почему возникают дефекты в кристаллах различной структуры.
В Александре Васильевиче очень импонировало близкое мне стремление обязательно довести свои разработки до применения в промышленности. В последующие годы и у нас, и за рубежом стали широко использовать его метод получения профилированных полупроводниковых кристаллов.
Быстро наладилось также и плодотворное сотрудничество с оптической лабораторией члена-корреспондента Академии наук Е. Ф. Гросса. Началось оно с исследования магнитооптических явлений в кристаллах полупроводников. Для этой работы в нашу лабораторию пришел молодой, незадолго до того окончивший университет, Б. П. Захарченя.
Советские физики-теоретики высказали предположение, что в полупроводниковых кристаллах должны возникать особые состояния групп электронов, которые были названы экситонами. Это обосновывалось расчетами, но для многих физиков существование экситонов все же оставалось весьма сомнительным. Одни в них верили, другие нет, и этих неверивших было, пожалуй, большинство.
За два года совместно с Е. Ф. Гроссом и Б. П. Захарченей было опубликовано 8 работ, не только доказавших экспериментально, что экситоны действительно существуют, но и раскрывших ряд их свойств. Советские ученые установили, что экситоны имеют спектр, подобный спектру атома водорода. Сгущающийся ряд его резких линий сфотографировали на пленку.
Эти работы мы вели, соревнуясь с французскими учеными, которые занимались той же темой. Наша группа оказалась мобильнее и достигла цели раньше. Предложения о совместной работе мы стали получать уже и из-за рубежа. Учитывая молодость нашей лаборатории, это было лестно, так как показывало, что она успела уже всерьез заявить о себе.
Важный этап в жизни молодой лаборатории — наша совместная работа с академиком С. В. Вонсовским. Сергей Васильевич сделал очень многое для изучения ферритов, или ферромагнетиков. Эти полупроводниковые материалы, обладающие магнитными свойствами, стали уже в то время широко проникать в радиотехнику, открывая перед ней новые возможности, но не все их свойства были исследованы.
В специальной литературе высказывалось, например, предположение, будто ферромагнитные шпинели — кристаллические материалы, представляющие собой твердый раствор окиси железа и окислов других металлов, — при низких температурах способны иметь два различных физических состояния. Решение вопроса о том, справедливо это предположение или нет, может иметь и практическое значение. Поэтому мы впервые занялись исследованием того, как зависит самопроизвольная намагниченность ферритов от температуры. Многочисленные опыты показали, что с понижением температуры намагниченность, вопреки предположениям, не уменьшается.
Наши совместные с С. В. Вонсовским работы продолжаются и теперь и дают мне большое удовлетворение.
В I960 году, когда я защищал докторскую диссертацию, Сергей Васильевич вместе с академиком Б. Г. Лазаревым и профессорами В. М. Дукельским и Д. М. Казарновским выступал в качестве официального оппонента. Приятно было сознавать, что Сергей Васильевич детально и глубоко знает мои разнообразные работы, выполнявшиеся на протяжении десятков лет. Особенно порадовала оценка, которую Сергей Васильевич дал нашей молодой лаборатории.
«…Лаборатория низких температур Физико-технического института, — писал он, — …является уже вполне зарекомендовавшим себя с самой лучшей стороны новым научным центром по одной из самых важных отраслей современной физической науки. Считаю необходимым еще раз подчеркнуть важность и большую научную актуальность работ по исследованию различных физических свойств вещества при сверхнизких температурах, а также разработку тонкой и весьма сложной аппаратуры для проведения этих исследований».
Прохождение диссертации по установленному для этого пути было долгим и нелегким для меня. Основывал я диссертацию на уже выполненных работах, но все же на нее ушло немало сил и нервов. Я выступал как соискатель на степень доктора технических наук, такую степень мне и присвоили первоначально. Однако потом, по инициативе ряда академиков, решение было изменено. Мне присвоили степень доктора физико-математических наук. Я принял это не только ка «признание научной значимости сделанного, но и как указание на то, что именно развитию физической науки в избранной отрасли я должен и впредь посвящать все свои силы. Этому делу по мере сил я служу и поныне.
Присвоение степени доктора подводило итог долгому периоду моей жизни — ведь мне к этому времени уже шел седьмой десяток. Но работы было по-прежнему много, даже больше, чем в предыдущие годы, и хотелось все успеть.
Объем исследований нашей лаборатории увеличивался, возникали новые и новые темы. Очень скоро нам стало тесно. Свободных помещений институт не имел, расширяться мы могли только одним способом — строить новое помещение. Я много раз говорил об этом с руководством института. Мне не возражали — строиться надо, но разве одной лаборатории низких температур? Расширяться должны и другие. Средства есть, но когда дойдет очередь?
Я почувствовал, что толку так не добиться. Вспомнил о своем небольшом опыте, о том, как мы выкраивали помещение для магнита, разбирая стену, и решил начать постройку лабораторного корпуса своими силами.
Уговорить институтское начальство оказалось не так уж трудно. Сложнее было договориться с архитектурным управлением. Много раз я ездил к главному архитектору города. Доказывал, что постройка нового здания позарез необходима в интересах науки. Архитекторы внимательно рассмотрели наш проект, внесли свои поправки. Получалось так, что с возведением нового крыла институтский корпус Яшумову переулку становился красивее, приобретал законченный вид. Разрешение было дано.
Мы завезли строительные материалы, распланировали площадь и приступили к работе. Когда здание подвели под крышу, прибыли новые мощные установки. Начался уже монтаж.