Зеер Эвальд Петрович

Он является известным специалистом в области радиоспектроскопии.  Первые работы были посвящены исследованию расположения и подвижности дипольных молекул и молекулярных ионов в сегнетоэлектрических кристаллах методом ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Проведено детальное исследование двух семейств сегнетоэлектриков: сегнетоэлектрических тригалоидмеркуратов и кристаллов семейства ферроцианида калия. Наиболее интересные результаты получены при исследовании механизма сегнетоэлектрического фазового перехода в кристаллах второго семейства. Обнаружение существования простого механизма сегнетоэлектричества в дипольных веществах было важно с точки зрения перспективности таких соединений при исследовании природы сегнетоэлектричества и теории фазовых переходов. По результатам этих исследований в 1969 году Эвальд Петрович защитил  диссертацию на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук.

В  руководимой им  лаборатории развита теория спин-решеточной релаксации в кристаллах, в частности, для систем содержащих пары спинов. Исследована аномальная релаксация в реальных сегнетоэлектриках. Исследовано экранирование ядер фтора в большом количестве октаэдрических группировок в сильных магнитных полях. Рассчитан атлас спектров ЯМР 19F правильных октаэдрических группировок в поликристаллах.

Наряду с научными исследованиями в лаборатории традиционно велась разработка научной аппаратуры.

Наиболее известной разработкой, защищенной авторскими свидетельствами  и удостоенной наград ВДНХ, был твердотельный спектрометр «ЯМР 213М» со сверхпроводящим соленоидом.

Идеология, использованная при создании ЯМР-аппаратуры, работающей в непрерывном режиме, оказалась полезной и для решения ряда прикладных задач. В частности, она положена в основу разработанных ЭПР-магнитрометров «ЭПРАН-1200», предназначенных для измерений вариаций Геомагнитного поля. Приборы обладали хорошими эксплуатационными параметрами и выполнены в различных вариантах: переносном, скважинном и морском.

Работы лаборатории по развитию экспериментальной базы радиоспектроскопических исследований выходили за рамки института. В экспериментальных мастерских института изготавливались приборы для ряда институтов Академии наук СССР. Была подготовлена техническая документация на «Спектрометр ЯМР 213М» со сверхпроводящей магнитной системой для исследования твердых тел. Спектрометр был выпущен малой серией на заводе научного приборостроения АН СССР.

По материалам научных исследований и приборных разработок совместно с коллегами Зеером  опубликованы две монографии: «Новые эффекты в ЯМР поликристаллов» (Наука, 1991) и «Магнитный резонанс и электронно-ядерные взаимодействия в кристаллах» (Наука 1983), более 136 научных статей в советских и зарубежных журналах и получено 7 авторских свидетельств. Эти работы легли в основу докторской диссертации, защищенной Эвальдом Петровичем в 1994 году.

Кроме научной деятельности он занимался подготовкой научных кадров, а также педагогической деятельностью: руководил дипломными работами студентов Красноярского государственного университета и Красноярского государственного политехнического института, а с 1994 года в должности профессора читал курс физики твердого тела на физико-техническом факультете этого института.

В настоящее время (2020 год) Эвальд Петрович живет в Германии.

О научной тематике лаборатории радиоспектроскопии иститута Физики СОАН

  Нет сомнений, что все крупные тематики в возникшем в 1957-ом году Институте физики появились под определённых людей, ведь и сам институт (независимо от того, как принималось решение о его открытии) создан под Киренского. Нужный человек в нужное время в подходящем месте. Тематики возникли с теми, кто был, так сказать, под рукой. Коршунов со своей молекулярной спектроскопией, производственник Золотухин со своей эмиссионной спектроскопией, биофизика с  Гительзоном и Терсковом, кристаллофизика с Александровым.
И конечно магнитная тематика самого Киренского.

Во время учёбы в МГУ Киренский проводил исследования со своим научным руководителем  Н.С. Акуловым по хорошо известной к тому времени магнитной тематике и, приехав в Красноярск, понятное дело, продолжил эти занятия. Исследования велись на макрообразцах, все наблюдаемые явления трактовались с феноменологических позиций. Это легло в основу созданного потом института. Ясно, что новые люди привнесли в эту тематику и новые подходы, например, появились плёнки, которые казались чудом из чудес, способным решить массу практических задач. Но плёнки это также макрообразцы, хотя при интерпретации результатов начали использоаться микроскопические подходы. Это очень важный момент - переход к микроскопике. И не только в делах магнитных, в которых всю совокупность наблюдаемых явлений определяют электронные состояния магнетиков и парамагнетиков.

 То же самое происходило и с радиоспектроскопией.

Этой тематики не было в момент создания института, не было заинтересованного человека. Потом появился А.Г. Лундин, которому эту тематику подсказал в Москве его друг, теоретик С.Я.Френкель.
Надо отметить, что в отличие от всех остальных научных направлений это было нечто абсолютно новое, поскольку явления эпр и ямр были обнаружены только во второй половине сороковых годов и в пятидесятые - шестидесятые годы эти методы только-только начали активно развиваться. Всё было в новинку - и развитие самих методик, развитие теории ядерно-ядерных и электронно-ядерных взаимодействий и их влияние на спектры ямр и эпр, создание аппаратуры. Вот всё это и легло в основу возникшего научного направления, созданной тогда группы, а затем и лаборатории.  А. Лундин был организатором, двигателем этой деятельности, а его ближайщий коллега С.Габуда, с которым он и начинал все эти исследования, занимался интерпретацией результатов (до конца 1960-х). И важно, что в этом новом для института научном направлении сразу была  представлена вся триада – эксперимент, теория, создание аппаратуры, которой занимались тогда сам Лундин и талантливый радиоинженер Г.Михайлов. Потом, как и во всех других тематиках института, появились новые сотрудники, каждый из которых привносил нечто своё в общую копилку.

 Теперь об этой тематике более подробно, но без углубления в научные глубины, как говорится - на пальцах. Это ведь не научная статья, а история.

 Первые работы выполнялись на образцах, содержащих водород, т.е. наблюдался резонанс протонов, поскольку они имеют наиболее высокую резонансную частоту, свыше 42 мгц в магнитном поле в 10 кЭ, и дают наиболее сильные сигналы ямр. Естественным образом в числе первых объектов для исследования были разнообразные кристаллогидраты и множество других интересных для физика соединений, содержащих в структуре протонсодержащие группировки.

 Протоны в молекуле воды - это классическая система двух частиц с половинным  спином, спектр ямр которой был теоретически разработан уже в 50-ые годы. Кроме того, ямр, в отличие от всех остальных методов исследования, очень чувствителен к даже очень низкочастотной (порядка 10 кгц) подвижности резонирующих ядер. Внутренняя молекулярная подвижность радикально изменяет наблюдаемый спектр, эти изменения во многом определяются характером этой подвижности.

Таким образом исследования таких объектов позволяют получать уникальную информацию о протонной структуре, характере и параметрах молекулярной подвижности в кристаллах, природе протекающих в них  процессах. Такими процессами могут быть, например, фазовые переходы в разных системах.

Большой интерес всегда представляло изучение фазовых превращений в сегнетоэлектриках. Много внимания уделялось исследованиям процессов сорбции молекул воды молекулярными ситами - цеолитами.

Среди первых, кто начал заниматься такого рода работами были сам А.Г. Лундин,

С.  Габуда, Г. Гаврилова-Подольская, И. Виноградова, немного позднее (с 1964-го года) к ним присоединились Э. Зеер, О. Фалалеев, М..Афанасьев.

Эта тематика постепенно развивалась, по-существу, и все последующие годы с постепенным значительным расширением числа изучаемых объектов и усложнением исследовательских задач.

 Другим направлением, которое занимало значительную часть исследовательских планов, было изучение так называемых "химических сдвигов" в соединениях, содержащих фторные молекулярные группировки.

Ядро фтора, также с половинным спином и резонансной частотой лишь немного ниже протонной, окружено солидным облаком электронов и поэтому резонасные пики в спектре этого ядра немного смещаются в зависимости от характера химических связей с окружающими атомами. Это даёт в руки исследователя грандиозный инструмент для изучения таких связей, их изменений при различных условиях и получать необычайно интересную информацию о фторсодержащих кристаллх, в том числе практически важных. В рамках этой тематики в течение многих лет велись очень перспективные исследования - А. Лундин, С. Габуда, М. Афанасьев. С начала 1980-х, после создания в лаборатории спектрометра с сильным магнитным полем в 50 кЭ, появилась возможность регистрировать спектры ямр фтора высокого  разрешения. В частности,  были выполнены уникальные работы по изучению спектральных особенностей ямр F19 октаэдрически координированных молекул в гексафторидах урана и платины (Э.Зеер, В.Зобов, О.Фалалеев), которые легли в основу написанной позднее монографии и докторской диссертации (Э. Зеер)

 Со временем в лаборатории появились исследовательские группы, которые вели работы по определённой тематике.

Например, исследования различных объектов на ядрах с квадрупольными моментами (Li, Al, Cs и др.)  - И. Виноградова. Исследования ионных кристаллов - группа В. Бузника. Велись активные исследования кристаллов с парамагнитными ионами  методом электронного резонанса - Э. Петраковская.

Возникла также сильная группа теоретиков и экспериментальные исследования проводились в тесной связи с теоретическими работами. Развивалась теория формы линии ямр в твёрдых телах, вопросы релаксации и многое другое - работы В. Зобова, Ю. Кубарева, М. Попова и др. На основе своих работ все эти сотрудники защитили докторские диссертации.

Наряду с исследовательской работой в лаборатории изначально уделялось много внимания методикам и созданию аппаратуры ямр. Например, для изучения интегральных параметров спектров ямр, особенно слаборазрешённых линий, были разработаны специальные номограммы. Создавались новые датчики ямр повышенной чувствительности, датчики, способные работать при повышенных температурах или  высоких гидростатических давлениях.

Одним из важных направлений - развитие ямр высокого разрешения за счёт импульсных методов. В результате многолетних усилий была создана вполне удачная аппаратура и уже к концу 1970-х уже были выполнены добротные исследования релаксационных  параметров в различных кристаллах - группа Ю. Москвича.

 Крупной приборной разработкой стало создание спектрометра ямр с криогенной магнитной системой с магнитным полем в 50 кЭ.  Это была очень сложная научно-техническая задача, для решения которой была создана специальная инженерная группа - руководители А. Лундин, Э. Зеер. 

Эта разработка велась в рамках большой программы научного приборостроения Академии наук. По условиям этой программы были созданы спектрометры для трех институтов Академии наук – ИОНХ, ядерной Физики им. Курчатова и Физической химии. Была  также подготовлена техническая документация для серийного производства спектрометра на Экспериментальном заводе научного приборостроения АН в Черноголовке. Инженеры лаборатории Г. Лыбзиков и В.  Меньшиков активно участвовали в выпуске первого из десяти спектрометров, выпущенных на этом заводе.

Конструкция спектрометра была защищена несколькими авторскими свидетельствами, а авторы награждены медалями ВДНХ.

Помимо научного приборостроения в лаборатории велись активные прикладные разработки, особенно в 1980-ые годы. Наиболее крупной из них - создание компонентных эпр-магнитометров для регистрации вариаций магнитного поля Земли. Приборы были представлены в морском, скважинном и носимом вариантах, прошли испытания на угольном разрезе одной из скважин Сибирской платформы, на Черном и Японском морях. Эта разработка позволила заключить целую серию хозяйственных договоров со многими организациями, например, красноярскими геологами, дальневосточными морскими геологами (г. Находка), одним из почтовых ящиков военного ведомства (Ленинград), знаменитым научно-производственным объединением "Энергия" (разрабатывался магнитометр для орбитальной космической станции "Мир") и  рядом академических институтов. Магнитометры были также защищены авторскими свидетельствами и  представлены на Международной выставке в Лейпциге. Также медаль ВДНХ.

 Вся эта деятельность обрушилась в конце 1980-х вместе с начавшимся развалом страны..

  P.S.    Здесь представлена история и тематика исследований лаборатории радиоспектроскопии в её изначальном виде, какой она была при её создании  А. Лундиным в начале 1960-х. Лаборатория была уникальной, поскольку в её тематике помимо чисто фундаментальных экспериментальных и теоретических исследований научными сотрудниками,  существовала сильная инженерная группа, которая занималась вопросами научного приборостроения, и в работе которой постоянно участвовали студенты-дипломники радиоинженерного факультета Красноярского государственного политехнического института.

 Лаборатория А. Лундина с течением времени была сильно реформирована руководством института, но её ядро и консталяция созранялись более 40 лет.

 Подробный анализ результатов работы лаборатории за этот период  представлен в блестящем обзоре В.Е. Зобова в книге  «50 лет институту Физики СО АН»( (Красноярск, 2006)    

E.Seher

15.11.2024