Юрий Дмитриевич Прокошкин (19 декабря 1929, Москва — 1 марта 1997, Протвино, Московская область) — советский и российский , область научных интересов — физика элементарных частиц, профессор, доктор физико-математических наук, академик АН СССР, РАН и Европейской Академии. Лауреат Ленинской премии (1986).
Биография Родился 19 декабря 1929 года в Москве в семье советского учёного Дмитрия Антоновича Прокошкина.
Его научная биография началась в 1951 году, когда он, будучи студентом физико-технического факультета МГУ, пришёл в лабораторию № 2 ЛИПАН (ныне НИЦ «Курчатовский институт») для прохождения практики под руководством профессора М. С. Козодаева. В 1952 году окончил университет и в 1953 году по инициативе И. В. Курчатова был переведён вместе с сектором М. С. Козодаева в Дубну в Лабораторию ядерных проблем (ЛЯП) Объединённого института ядерных исследований (ОИЯИ), где начал работать на самом крупном в то время протонном синхроциклотроне.
Исследование реакции образования нейтрального пиона в протон-протонных столкновениях pp → ppπ0 составило содержание его кандидатской диссертации, за которую ему в 1961 году по предложению официальных оппонентов А. М. Балдина и И. Я. Померанчука и присоединившегося к ним Б. М. Понтекорво была присуждена степень доктора физико-математических наук.
За экспериментальное открытие β-распада пиона Ю. Д. Прокошкин был награждён в 1965 году Академией наук золотой медалью И. В. Курчатова.
В 1963 году он возглавил Отдел экспериментальной физики Института физики высоких энергий и внёс большой вклад в организацию института, создание его экспериментальной базы и разработку программы исследований на крупнейшем в то время ускорителе. Под его руководством был разработан комплекс уникальной экспериментальной аппаратуры с использованием новой тогда в нашей стране методики работы «в линию» (on-line) c ЭВМ, были созданы газовые дифференциальные и пороговые черенковские счётчики с рекордным разрешением, уникальные сцинтиляционные годоскопы. Благодаря своевременному созданию экспериментальной аппаратуры физические эксперименты на ускорителе ИФВЭ начались сразу после его запуска в 1967 году, что редко случалось до этого в мировой практике.
За открытие масштабной инвариантности в 1986 году ему была присуждена Ленинская премия.
На посту председателя комитета научной политики при Государственной программе по физике высоких энергий Ю. Д. Прокошкин приложил большие усилия по развитию (а в последние годы по сохранению) этой фундаментальной области исследований в России; 24 ноября 1970 года был избран членом-корреспондентом АН СССР, а 15 декабря 1990 года — действительным членом. Был также избран в Европейскую академию наук (Academia Europea). В течение многих лет Ю. Д. Прокошкин был членом редколлегий журналов «Ядерная физика» и «Успехи физических наук».
Скончался 1 марта 1997 года в Протвино от онкологического заболевания; похоронен на Троекуровском кладбище Москвы.
Научная деятельность В 1955—1960 годах провёл прецизионное и всестороннее изучение процесса образования нейтрального пиона в нуклон-нуклонных и нуклон-ядерных столкновениях во всей доступной области энергий синхроциклотрона ЛЯП ОИЯИ.
В 1960 году разработал эксперимент по прямой проверке одного из фундаментальных положений, созданной в 1958 году теории универсального слабого взаимодействия — сохранения векторного тока — путём обнаружения и измерения вероятности β-распада заряженного пиона на нейтральный пион, позитрон и электронное нейтрино: π+ → π0 + e+ + νe. Первые несколько событий β-распада пиона были обнаружены группой Ю. Д. Прокошкина в 1962 годуЮ. Д. Прокошкин, А. Ф. Дунайцев, В. И. Петрухин, В. И. Рыкалин Бета-распад пиона // Ю. Д. Прокошкин Физика элементарных частиц. — : Наука, 2006. — С. 51—58.. Позже β-распад пиона был зарегистрирован группой К.Руббиа в ЦЕРНе. В 1964 году группа Ю. Д. Прокошкина, измерив вероятность распада пиона на существенно большей статистике, подтвердила закон сохранения векторного тока.
Одновременно с поисками β-распад пиона группа Ю. Д. Прокошкина обнаружила впервые захват отрицательных пионов протонами в водородосодержащих соединениях. Дальнейшие исследования этого явления в различных веществах стали частью нового направления — мезонной химии.
Уже в первых исследованиях на ускорителе ИФВЭ в 1968—1972 годах Ю. Д. Прокошкиным и его сотрудниками были сделаны фундаментальные открытия, свидетельствующие о «новой» физике, связанной с составным строением адронов и динамическим проявлением их кварковых и глюонных составляющих.
Ю. Д. Прокошкиным и его сотрудниками были получены рекордные в то время ограничения на возможность существования свободных дробно-заряженных кварков, открыты ядра антигелия-3 и измерены выходы антидейтронов.
Был открыт рост эффективных сечений рассеяния положительных каонов на нуклонах и замедление падения сечений рассеяния отрицательных пионов на протонах и сечений нуклон-нуклонных взаимодействий. Обнаруженное явление получило название «Серпуховский эффект». Была открыта масштабная инвариантность в процессах инклюзивного рождения частиц, дана её интерпретация на основе кварк-партонного строения адронов, что дало возможность предсказывать выходы частиц в адрон-адронных столкновениях.
В 1973 году под руководством Ю. Д. Прокошкина начались работы по созданию новой экспериментальной методики регистрации событий с большим числом γ-квантов с помощью годоскопических черенковских детекторов. В результате была создана установка НИЦЕ, на которой в 1975 году обнаружен мезон со спином 4 — f4(2050)- или h-мезон.
Позже были построены крупные спектрометры ГАМС-2000 и ГАМС-4000 (ГАМС — годоскопический автоматизированный многофотонный спектрометр), первый из которых использовался в совместном эксперименте ИФВЭ-ЦЕРН в ИФВЭ, в котором проводилось изучение зарядовообменных процессов с целью поиска экзотических мезонов и мезонов с высокими спинами. Спектрометр ГАМС-4000 использовался в ряде экспериментов в ЦЕРН.
Разработанная Ю. Д. Прокошкиным система регистрации частиц, лежащая в основе ГАМС, получила мировое признание. Она использовалась в экспериментах на Европейском гибридном спектрометре ЦЕРН, в Лаборатории Ферми, в Брукхейвенской Лаборатории и в других экспериментах.
В 1983 году на установке ГАМС-2000 был открыт G(1590)-мезон с экзотически усиленными распадами по каналам ηη и η’η, который рассматривался как наиболее вероятный кандидат в скалярные глюболыЮ. Д. Прокошкин, Ф. Бинон, М. Гуанэр, С. В. Донсков Наблюдение скалярного G(1590)-мезона, распадающегося на два - мезона // Ю. Д. Прокошкин Физика элементарных частиц. — : Наука, 2006. — С. 160—172.. Проведённые позже исследования подтвердили, что эта частица действительно содержит наибольшую глюонную компоненту (сейчас этот резонанс входит в таблицы элементарных частиц под названием f0(1500)-мезон).
В этом же году на спектрометре ГАМС-2000 был обнаружен f6(2510)-мезон со спином 6, существование которого в 1998 году было подтверждено в эксперименте в ЦЕРН на спектрометре ГАМС-4000Ю. Д. Прокошкин, Ф. Бинон, М. Гуанэр, С. В. Донсков Наблюдение скалярного G(2510)-мезона со спином 6 // Ю. Д. Прокошкин Физика элементарных частиц. — : Наука, 2006. — С. 153—159..
В 1995 году в эксперименте по изучению нейтральных мезонов, рождающихся в центральных соударениях пионов и протонов с нуклонами, на установке в эксперименте NA12/2 на 450-ГэВ ускорителе ЦЕРН с использованием гамма-спектрометра ГАМС-4000 был обнаружен f2(2175)-мезон, который по экзотике своего распада рассматривается как вероятный кандидат в тензорные глюболы.
Наряду с поиском и изучением экзотических мезонных состояний Ю. Д. Прокошкин совместно с сотрудниками обнаружил и провёл изучение нескольких редких распадов уже известных частиц. В 1982 году был впервые обнаружен распад η-мезона на π0-мезон и пару γ-квантовЮ. Д. Прокошкин, Ф. Бинон, К. Брикман, М. Гуанэр Проблема — мезона: распад // Ю. Д. Прокошкин Физика элементарных частиц. — : Наука, 2006. — С. 130—134. и измерена его вероятность.
Два года спустя был обнаружен распад η’ → 3π0, идущий с нарушением G-чётности, измерение вероятности которого позволило независимо от других данных определить массы токовых u- и d-кварков.
В 1994 году на установке ГАМС-2000 был обнаружен редкий радиационный распад ω → π0π0γ.
Ю. Д. Прокошкин активно участвовал в международном научном сотрудничестве. В 1995—1996 гг. в ЦЕРНе были проведены измерения в эксперименте WA102 по поиску новых экзотических состояний в центральной области взаимодействия частиц высоких энергий. Для регистрации γ-квантов в этом эксперименте использовался гамма-спектрометр ГАМС-4000.
Уже находясь в больнице, незадолго до своей смерти, Ю. Д. Прокошкин узнал, что предложенный им эксперимент по продолжению исследования процессов центрального образования мезонов на установке COMPASS получил одобрение Комитета по научной политике ЦЕРНа.
В последние годы Ю. Д. Прокошкин большое внимание уделял возможности использования монокристаллов вольфрамата свинца PbWO4 (открывшейся благодаря конверсии оборонного комплекса) для создание калориметра установки CMS на Большом адронном коллайдере ЦЕРНа. Им и его сотрудниками была проведена большая методическая и технологическая работа, увенчавшаяся принятием его предложения в ЦЕРНе.
Научные открытия В числе достижений Ю. Д. Прокошкина: Закон сохранения векторного тока в слабых взаимодействиях элементарных частиц (совм. с др.). Номер и дата приоритета: № 135 по двум датам — 8 июня 1955 г. (теоретическое обоснование), 12 апреля 1962 г. (экспериментальное подтверждение). Установлен неизвестный ранее закон сохранения слабого векторного тока элементарных частиц — адронов, подтверждённый экспериментально обнаружением и измерением вероятности β-распада положительно заряженного π-мезона. Явление захвата отрицательно заряженных пионов ядрами химически связанного водорода (совм. с др.). Номер и дата приоритета: № 164 от 4 апреля 1962 г. Установлено неизвестное ранее явление захвата отрицательно заряженных π-мезонов ядрами химически связанного водорода с предварительным образованием возбуждённых мезомолекулярных комплексов, определяющих интенсивность ядерного захвата мезонов. Явление образования антигелия-3 (совм. с др.). Номер и дата приоритета: № 104 от 28 января 1970 г. Экспериментально установлено неизвестное ранее явление образования антигелия-3-антиядра с числом антипротонов больше единицы, обусловленное сильным взаимодействием между антинуклонами. Закономерность в энергетической зависимости полных сечений (Серпуховский эффект) (совм. с др.). Номер и дата приоритета: № 137 от 24 мая 1971 г. Экспериментально установлена ранее неизвестная закономерность в энергетической зависимости сечений сильных взаимодействий, заключающаяся в том, что полные сечения взаимодействия протонов, π- и K--мезонов с нуклонами перестают уменьшаться в диапазоне энергий 25-65 ГэВ, а полные сечения взаимодействия K+-мезонов с нуклонами начинают возрастать с увеличением энергии. Закономерность масштабной инвариантности сечений образования адронов (совм. с др.). Номер и дата приоритета: № 228 от 5 марта 1969 г. Установлена неизвестная ранее закономерность масштабной инвариантности сечений образования адронов, заключающаяся в том, что при взаимодействии частиц высокой энергии относительные сечения образования сильно взаимодействующих частиц являются универсальными функциями приведённого импульса — отношения импульса образующейся частицы к максимально возможному её импульсу. Явление образования элементарной частицы h-мезона (совм. с др.). Номер и дата приоритета: № 275 от 13 июня 1975 г. Экспериментально установлено неизвестное ранее явление образования элементарной частицы h-мезона, обладающего спином, равным 4.
Награды Ленинская премия (1986) Орден Трудового Красного Знамени Золотая медаль имени И. В. Курчатова (1965)
Избранные публикации Обнаружение перезарядки остановившихся π-мезонов на ядрах связанного водорода, «Журнал экспериментальной и теоретической физики», 1962, т. 42, вып. 6, с. 1680—81 (совм. с др.).