4 сентября 2017 года скончался выдающийся физик-теоретик, ученый мирового класса, руководитель Отделения Теоретической физики ПИЯФ академик Лев Николаевич ЛИПАТОВ. Он был одним из последних из той когорты блестящих ученых, которые составили славу ОТФ ПИЯФ в прошлом.

Лев Николаевич появился в Теоретическом Отделе в начале 60-х, когда Отделом руководил Владимир Наумович ГРИБОВ. Грибов был замечательным теоретиком, в тот момент, бесспорно, лучшим теоретиком страны и, вероятно, одним из лучших в мире. Всю свою жизнь я восхищался этим человеком и учился у него. С годами, однако, мне стало ясно, что если кого и можно поставить рядом с В.Н. Грибовым, то это Л.Н. Липатова.

Все мы, теоретики ОТФ, считаем В.Н. Грибова своим учителем. Лев Николаевич тоже любил упоминать Грибова и часто называл его учителем. Однако должен сказать, что в его случае это не вполне соответствует действительности. Молодой аспирант, пришедший тогда в Отдел, имел по каждому поводу свое мнение и плохо поддавался чужому влиянию. Сотрудничество Льва Николаевича и Владимира Наумовича началось с эпизода на семинаре ОТФ, когда Липатов нашел ошибку в работе Грибова, которую он докладывал. Грибов ошибку признал и пригласил Льва Николаевича стать его соавтором. Они стали работать вместе. При этом их отношения отнюдь не были отношениями ученика и учителя, а скорее были отношениями равных партнеров. Напомню, маститого ученого, одного из лидеров мировой науки и совсем молодого тогда человека. Так что вряд ли можно считать В. Н. Грибова его учителем.

Тем не менее, влияние Владимира Наумовича на Л. Н.  Липатова огромно. Лев Николаевич был очень целеустремленным человеком. В сущности, всю свою жизнь он посвятил одной, очень важной проблеме – описанию рассеяния частиц при высоких и сверхвысоких энергиях. Эта та самая задача, которую они начали решать с В. Н. Грибовым.

Лев Николаевич пришел в физику элементарных частиц в очень тяжелое для нее время. После работ Л. Д. Ландау считалось, что основной инструмент теоретической физики элементарных частиц – квантовая теория поля – не работает и должен быть похоронен. Это было общим мнением в то время. Не знаю уж почему, но Лев Николаевич его не разделял. Наоборот, всю свою жизнь он верил в квантовую теорию поля и был в ней непревзойденным экспертом.

Физика высоких энергий, построенная к тому моменту, имела мало точек соприкосновения с теорией поля. Она была основана на теории полюсов Редже, созданной и развитой главным образом В.Н.Грибовым. Она основывалась на очень общих свойствах теории рассеяния и апеллировала к таким общим понятиям как причинность, унитарность и аналитичность. Конкретные примеры ее применения восходили скорее к элементарной квантовой механике, нежели к реальной физике элементарных частиц.

Теория полюсов Редже утверждает, что при очень высоких энергиях сечение рассеяния ведет себя как некоторая степень энергии. Показатель степени меняется как функция от переданного импульса, кривая этой зависимости называется траекторией Редже. Самое удивительное, что точки, в которых показатель степени становится целым (или полуцелым), должны отвечать массам некоторых новых частиц. Как ни странно, это предсказание очень хорошо оправдывается на эксперименте: массы элементарных частиц действительно лежат на траекториях Редже, которые к тому же оказываются прямыми линиями.

Следует понимать, что эта картина, на первый взгляд, ортогональна квантовой теории поля. Действительно, взаимодействие частиц в теории поля описывается как обмен частицами, а сечение рассеяния есть степень энергии, связанная со спином частицы. Картина реджистики отвечала бы обменом частицами с меняющимся в зависимости от переданного импульса спином. Я уж не говорю, что в теории нужно было бы иметь бесконечное число связанных состояний, лежащих на Редже-траектории.

Грибов и Липатов сделали несколько совместных работ на эту тему (некоторые из них также и с другими соавторами). Они показали, что при высоких энергиях теория действительно перестраивается. Это происходит независимо от того, мала или велика константа взаимодействия частиц в теории. Просто при маленькой константе взаимодействия открытое ими явление наступает при больших энергиях, но существует в любой теории. Если взаимодействие невелико, как в электродинамике, эти энергии могут оказаться практически недостижимыми. Иное дело – теория сильных взаимодействий (квантовая хромодинамика), где предасимптотический режим наблюдается уже при сравнительно небольшой энергии несколько десятков Гэв.

Суть описываемой перестройки теории состоит в том, что в теории появляются новые объекты --- реджеоны, -- связанные состояния исходных элементарных частиц. Виртуальные обмены этими объектами действительно можно описать как обмен частицами переменного спина. В физических состояниях (на массовой поверхности) они представляют собой новые частицы с целыми или полуцелыми спинами. Эти частицы лежат на Редже-траекториях.

Грибов и Липатов рассмотрели некоторые простейшие модели теории поля, включая, впрочем, и квантовую электродинамику. Однако квантовая хромодинамика --- современная теория сильных взаимодействий, рассмотрена не была. Это произошло по веской причине – в тот момент этой теории еще не существовало. Когда стало ясно, что именно КХД является правильной теорией, Лев Николаевич (уже без Грибова) немедленно взялся за эту задачу. Выяснилось, что ситуация в КХД существенно сложнее и требует изобретения новых методов. Однако это Льва Николаевича не остановило. Он привлек к работе еще несколько человек – В. Фадина и Э. Кураева из Новосибирска и своего аспиранта Я. Балицкого. В результате их совместной работы родилось то, что мы теперь называем БФКЛ-померон (по фамилиям этих 4-х соавторов). Однако лидирующая роль в этой работе, несомненно, принадлежала Льву Николаевичу.

БФКЛ изменило наши представления о том, как сильные взаимодействия устроены при высоких энергиях. Оказалось, что переносчик сильного взаимодействия—глюон – реджезуется (то есть становится реджеоном). Однако поведение сечений определяется обменом не одним глюоном, а связанным состоянием двух глюонов. Имеется бесконечное количество связанных состояний и Редже-траекторий, спектр которых определяется БФКЛ уравнением. Это очень красивое уравнение. Оно обладает высокой симметрией. Оно обнаруживает связь задачи рассеяния с совсем другой физической проблемой – теорией спиновых цепочек. Это показывает еще раз единство теоретической физики. Но надо было обладать высочайшей математической культурой и физической интуицией Льва Николаевича, чтобы обнаружить эту связь и применить самые совершенные методы для решения этих уравнений.

БФКЛ установил основные свойства рассеяния при высоких энергиях в теории сильных взаимодействий. Однако оказалось, что точность его недостаточна для описания реальных процессов. Нужно было вычислить поправки. Задача казалась неразрешимой, и не оказалось никого, кто за нее бы взялся. Никого, кроме Льва Николаевича. Только он, с его целеустремленностью и настойчивостью, а также высочайшей квалификацией был способен решить эту задачу. Задача была решена Л. Н. Липатовым и В. С. Фадиным. Это заняло 10 лет…

БФКЛ описывает теорию при высоких энергиях и небольших переданных импульсах. Естественно было поставить вопрос, что происходит при переданных импульсах порядка энергии, тем более что эксперименты такие ставились. По существу, эти эксперименты аналогичны знаменитому опыту Резерфорда, в котором он рассеивал электроны на атомах и открыл, что атомы состоят из маленького ядра и вращающихся вокруг него электронов. Переданный импульс играет роль увеличения в таком микроскопе, чем он больше, тем более мелкие детали в устройстве сильно взаимодействующих адронов мы можем разглядеть. Результаты экспериментов были очень странными – начиная с какого-то переданного импульса, структура адронов переставала зависеть от увеличения (скейлинг). На основе этих экспериментов Р.Фейнманом была предложена партонная модель адрона. Согласно этой модели быстрый адрон состоит из бесконечного числа невзаимодействующих партонов. Хорошо, но опять противоречит квантовой теории поля! И только работа Грибова и Липатова и идеи асимптотической свободы смогли разрешить возникшее противоречие и обосновать в КХД партонную модель Фейнмана. Дальнейшее развитие эти идеи получили в работах нашего сотрудника Ю. Докшицера и итальянцев Альтарелли и Паризи. Возникло то, что называется приближением ДГЛАП --- опять по первым буквам фамилий авторов. Благодаря всем этим работам выяснилось, что в КХД фейнмановский скейлинг не совсем точный, а к нему имеются логарифмические поправки. Экспериментальное открытие логарифмических поправок к скейлингу стало триумфом КХД. До сих пор оно служит одним из основных свидетельств того, что КХД действительно правильная теория сильных взаимодействий.

В результате возникла новая и очень большая область физики элементарных частиц – физика жестких процессов, в которых элементарные частицы взаимодействуют на малых расстояниях и где эффекты КХД проявляются наиболее ярко. В сущности, и до сих пор жесткие процессы являются единственной областью сильных взаимодействий, где возможны надежные, теоретически обоснованные вычисления.

Лев Николаевич занимался физикой жестких процессов на протяжении всей своей жизни. Он установил глубокую связь между этими процессами и физикой БФКЛ, хотя они на первый взгляд, и относятся к совершенно разным областям физики.

Последние годы Л. Н. Липатов занимался так называемой реджеонной теорией поля, т. е. формулировкой КХД, в которой наряду с элементарными частицами участвуют и реджеоны. Благодаря его работам эта грандиозная программа, сформулированная около 50 лет назад В. Н.  Грибовым, близка к завершению.

Я должен признаться, что никогда не мог понять, как работает Лев Николаевич. На него не действовали ни экспериментальные факты, ни какие бы то ни было привходящие соображения. Главным критерием для него всегда была математическая согласованность и внутренняя красота теории. Он обладал весьма глубокими математическими познаниями (пожалуй, как никто в нашем Отделе), его изобретательность в решении задач превосходила всякое воображение. Его квалификация вызывала восхищение – достаточно было просто нарисовать тот или иной процесс в КХД, как он давал правильный ответ для соответствующей Фейнмановской диаграммы, даже не проводя никаких вычислений. Я всегда поражался этой его способности, основанной на огромном опыте. Он был несомненно мировым лидером в области пертурбативных вычислений как в квантовой хромодинамике, так и в других теориях поля.

Судьба была благосклонна ко Льву Николаевичу. Ему было дано высшее счастье теоретика – увидеть, как его идеи подтверждаются на эксперименте. Можно сказать, что БФКЛ и ДГЛАП составляют основу нашего понимания КХД сегодня. Существенную, а зачастую и определяющую, роль в этих исследованиях сыграли работы Льва Николаевича ЛИПАТОВА. Его имя навсегда останется в истории науки как одного из основоположников квантовой хромодинамики.

Виктор Петров