Научная деятельность Л. М. Баркова началась в студенческие годы — на втором курсе он начал работать в Лаборатории измерительных приборов АН СССР (ЛИПАН), ныне известной всему миру как Институт атомной энергии имени И. В. Курчатова. В это время его интересы были связаны с измерением энергетических спектров нейтронов деления изотопов урана и плутония и изучением их замедления и диффузии в уран-водяных системах. Развитые в этих экспериментах методики применения фотоэмульсий и счетчиков оказались неоднократно востребованными в его дальнейшей деятельности.

Эти работы были частью проекта строительства ядерных реакторов для атомных электростанций, подводных лодок и ледоколов. Они были открыты для печати только в 1955 году и доложены Л. М. Барковым на I Международной конференции по мирному использованию атомной энергии в Женеве.

В это же время в круг научных интересов Льва Митрофановича входят эксперименты с частицами высоких энергий. С 1952 года и до конца пятидесятых участвует в работах по изучению рождения и взаимодействий медленных пионов на фазотроне и синхроциклотроне в Дубне. В основанных на эмульсионной методике экспериментах впервые был обнаружен кулоновский сдвиг спектров заряженных пионов. Изучение физики взаимодействий пионов и каонов было продолжено в экспериментах с пропановой пузырьковой камерой в импульсном магнитном поле.

Л. М. Барков		Л. М. Барков и Б. В. Чириков, ИЯФ.		Л. М. Барков. 1979 г.

Новый период научной деятельности Л. М. Баркова начался в 1967 году, когда он перешел в недавно созданный Институт ядерной физики СО АН СССР. Пригласил физика академик Герш Ицкович Будкер. Здесь Лев Митрофанович продолжает работы по изучению структуры гиперонов. Предложенный им эксперимент по измерению магнитного момента Сигма-минус-гиперона на выведенном из накопителя ВЭПП-3 пучке электронов базируется на использовании предельно достижимых магнитных полей напряженностью порядка 1 МГс. Для этих целей используются новейшие разработки по методике создания взрывомагнитных генераторов. В этих экспериментах импульсные магнитные поля измеряются оригинальной оптической методикой по углу поворота плоскости поляризации света в тяжелых флинтах. В качестве мишени использовался твердый водород, а продукты распада гиперонов регистрировались ядерной фотоэмульсией. В дальнейшем эта методика использовалась в экспериментах по измерению магнитного момента ламбда-ноль-гиперона на Серпуховском ускорителе с протонами энергии 70 ГэВ. Было измерено сечение рождения антипротонов при взаимодействии протонов высокой энергии с различными ядрами. Результаты оказались весьма актуальными в связи со строительством протон-антипротонного коллайдера в ЦЕРН.

Л. М. Барков стал одним из инициаторов строительства в ИЯФ СО АН СССР электрон-позитронного коллайдера ВЭПП-2М — установки с энергией пучков в системе центра масс от 2x180 МэВ до 2x700 МэВ и светимостью 3x1030 см 2с 1 — прообраза строящихся ныне фи-фабрик. Для этой установки Лев Митрофанович задумывает детектор, каких в то время не было ни в ИЯФ ни в СССР — с магнитным полем, создаваемым сверхпроводящим соленоидом, и оптической искровой камерой, работающей при криогенных температурах и повышенном давлении. При проектировании детектора ярко проявляются новые замечательные черты Л. М. Баркова как ученого и организатора — в институте не было сотрудников, которые имели бы необходимый опыт работы со сверхпроводимостью, низкой температурой, только что появившимися пропорциональными камерами. И тогда Барков ставит задачу создания Криогенного Магнитного Детектора (КМД) перед молодежью, еще сидящей на студенческой скамье. Подход оказался верным — детектор был сделан, а полученное в реальных экспериментальных условиях координатное разрешение камеры 50 мкм остается фактически непревзойденным до сих пор.

Экскурсия из ЦЕРНа на установку. 1978 г.		Визит инспекционно-технической комиссии. 1979 г.

В результате работ по созданию КМД в институте появилась база для получения жидкого гелия и опыт создания больших сверхпроводящих устройств, который был впоследствии с успехом применен при изготовлении знаменитых «сибирских» змеек, ондуляторов и соленоидов новых поколений детекторов.

В середине семидесятых годов Л. М. Барков загорелся идеей использования рентгенофлуоресцентного элементного анализа с помощью синхротронного излучения для поиска островка стабильных сверхтяжелых элементов. С его участием был спроектирован и изготовлен первый в мире двадцатиполюсный сверхпроводящий вигглер, позволивший получить на накопителе ВЭПП-3 пучок рентгеновского синхротронного излучения мощностью 1,2 кВт — яркость источника в рентгеновском диапазоне была увеличена в 200 раз! Старожилы ВЭПП-3 рассказывают, что пучок из змейки запросто срезал горлышко выставленной под него бутылки (из-под шампанского, конечно). Параллельно с работами по созданию источника излучения было изготовлено уникальное экспериментальное оборудование для рентгенофлуоресцентного анализа, повысившее чувствительность метода еще в 100 раз. Несмотря на то, что сверхтяжелые элементы не были найдены, эти работы внесли существенный вклад в развитие технологии генерации синхротронного излучения и его использования в стране.

Одновременно с изготовлением детектора КМД Л. М. Барков ставит на ВЭПП-2М эксперимент по прецизионному измерению массы заряженного каона. Используется реакция аннигиляции электронов и позитронов в заряженные каоны, а их импульс измеряется по пробегу в фотоэмульсионной стопке. Для измерения энергии пучка применяется недавно разработанный в институте метод резонансной деполяризации.

М. С. Золоторев, И. Б. Хриплович и Л. М. Барков, 1970 г.		Л. М. Барков и М. С. Золоторев.

Период 70–80-х годов оказался исключительно насыщенным — в 1974–1978 годах он, совместно с М. С. Золоторевым, ставит эксперимент, в котором было открыто вращение плоскости поляризации света в парах атомарного висмута. Поворот плоскости поляризации указывал на существование слабого взаимодействия электронов с нуклонами, обусловленного нейтральными токами. Наблюдаемый эффект составил 7x10' радиана. Под таким углом видно ребро спички с расстояния полутора километров! При этом полезный эффект был в тысячи раз меньше «паразитных», и для его регистрации пришлось придумать и воплотить в железе множество принципиально новых решений, часть из которых была впоследствии защищена международными патентами. Этот результат явился одним из основополагающих фактов в фундаменте Стандартной Модели.

Прецизионные измерения масс и ширин были продолжены в экспериментах с детектором КМД — точность измерения массы короткоживущего нейтрального каона по-прежнему остается одной из лучших в мире — а весь цикл прецизионных экспериментов был отмечен в 1989 году Государственной премией СССР.

На установке ВЭПП-2М Л. М. Барков делает попытку с помощью специально разработанного детектора с большим распадным объемом получить новую информацию о чрезвычайно тонких эффектах несохранения комбинированной четности в распадах короткоживущего нейтрального каона. Этими экспериментами положено начало очень интересному направлению в современной физике, которое получило свое дальнейшее развитие в экспериментах с детектором KLOE во Фраскати (Италия).

Эксперименты с КМД еще не успели закончиться, когда Л. М. Барков с сотрудниками приступили к разработке нового универсального детектора, получившего название КМД-2. Этот детектор содержал все системы, характерные для современных установок такого типа — сверхпроводящий соленоид, дрейфовую камеру струйного типа, электромагнитый калориметр на основе кристаллов Csl в цилиндрической части и кристаллов BGO в торцах детектора, а также систему идентификации мюонов на основе трубок с ограниченным стримерным разрядом.

Лекция академика Л. М. Баркова в большой физической аудитории НГУ. 1975 г.		Лекция академика Л. М. Баркова в НГУ. 1975 г.

В 1991 г. детектор был установлен на накопитель ВЭПП-2М и в течение 10 лет набирал экспериментальные данные. Изучена вся доступная область энергий накопителя 0,36÷1,4 ГэВ. Универсальность детектора позволила с высокой эффективностью выделять реакции как с чисто нейтральными конечными состояниями с 5-ю, 7-ю фотонами, так и смешанные моды с рождением заряженных и нейтральных пионов. Сечение рождения пары заряженных пионов измерено с рекордно малой систематической ошибкой 0,6 %. Исследования векторных резонансов ρ, ω и φ с помощью КМД-2 позволили определить их параметры с наилучшей мировой точностью и исследовать редкие моды их распадов вплоть до уровня относительной вероятности 10^–4.

На установке ВЭПП-2М Л. М. Барков делает попытку с помощью специально разработанного детектора с большим распадным объемом получить новую информацию о чрезвычайно тонких эффектах несохранения комбинированной четности в распадах короткоживущего нейтрального каона. Этими пионерными экспериментами положено начало очень интересному направлению в современной физике, которое получит свое развитие в предстоящих экспериментах с детектором KLOE на итальянской фи-фабрике во Фраскати.

Напряженную научную работу Лев Митрофанович Барков сочетал с преподавательской деятельностью. В НГУ Л. М. Барков работал в 1967–1999 г.: доцент, профессор кафедры ядерной физики (с 1974), декан ФФ (1976–1979), зав. кафедрой ядерной физики (1980–1999). Читал курс «Атомная физика» и спецкурсы по ядерной физике, физике элементарных частиц.

 

«Наиболее сильно мне запомнился и полюбился курс лекций по ядерной физике, который читал Л. М. Барков. Лев Митрофанович был известным экспериментатором из Института ядерной физики и в своих лекциях не только знакомил студентов с этой областью знаний, но и прививал начинающим физикам правильную, с моей точки зрения, идеологию и взгляды на жизнь. Временами он отвлекался от темы лекции и пускался в полуфилософские размышления о соотношении теории и эксперимента, о том, что теория, конечно, хорошо, но эксперимент первичен, и тем самым именно эксперимент является той «печкой», от которой все теоретики танцуют… На мой взгляд, этот перекос — обучение экспериментаторов преподавателями-теоретиками — сохранился до настоящего времени, и современным обучающимся, так называют студентов в наше время, тоже не хватает общения с «папами-экспериментаторами», как этого не хватало нам.»

Источники:

• Физик в России больше, чем физик // Наука в Сибири. — 1998. — N 39–40 (октябрь). — С. 6.
• Барков Л. М. Зеркальная асимметрия в атомных явлениях. К 30-летию открытия новосибирских физиков / Л. М. Барков, И. Б. Хриплович // Наука из первых рук. — 2018. — N 2 (Специальный выпуск): Вселенная Будкера. — С. 69–81. Библиогр.: 6 назв.
• Научный почерк Льва Баркова: [академику РАН Л. М. Баркову — 75 лет] / В. Балакин, А. Бондарь, Н. Диканский, Г. Димов, Э. П. Кругляков, Г. Кулипанов, В. Пархомчук, В. Сидоров, А. Н. Скринский, И. Хриплович, Б. В. Чириков, А. Онучин, С. Середняков, Ю. Тихонов, А. Хабахпашев, Б. Хазин // Наука в Сибири. — 2003. — N 41. — С. 2.
• 50 лет. Российская академия наук, Сибирское отделение, Институт ядерной физики имени Г. И. Будкера, 1958–2008: юбилейное издание: сборник / гл. ред. Г. М. Тумайкин. — Новосибирск: Арта, 2008. — 238 с.
• Блинов В. Мой НГУ / Владимир Блинов // Наука из первых рук. 2014. N 3–4 (57–58).