Воспоминания о Евгении Борисовиче Амитине 

В.Я. Диковский (27.10.2021)

     Я познакомился с Евгением Борисовичем Амитиным осенью 1970-го на первом для меня семинаре Отдела физики твердого тела. Он так свободно обсуждал докладываемую кем-то теоретическую работу, что я поначалу принял его за теоретика. Однако вскоре выяснилось, что он экспериментатор,  занимавшийся изучением аномалий свойств веществ вблизи фазовых переходов. Эта тематика привлекала тогда большое внимание в связи с недавним появлением теории подобия, развитой Александром Захаровичем Паташинским и Валерием Леонидовичем Покровским¹⁾. Для фазовых переходов второго рода эта теория предсказывала нарастание размера флуктуаций параметра порядка, следующее степенной функции расстояния до точки перехода (тау). Многие свойства вещества - теплоемкость, электросопротивление в проводящих системах, магнитная восприимчивость в магнетиках и другие, в критической области приобретают флуктуационные вклады, которые также  описываются степенными функциями тау. При этом показатели степени, относящиеся к различным свойствам  – критические индексы – должны были быть связаны между собой соотношениями подобия. По меньшей мере половина экспериментаторов отдела (и я в их числе) занималась исследованием критического поведения различных веществ. Были разработаны методики прецизионного измерения и стабилизации температуры и программное обеспечение для определения критических индексов. Евгений Борисович курировал изучение термодинамических свойств теплоемкости, дилатометрии и других, а также участвовал в многочисленных межлабораторных совместных исследованиях. С ним всегда можно было обсудить результаты экспериментов или теоретические проблемы. Многие постановки задач рождались из совместных с ним дискуссий.

    В 70 – 80-е годы теория  фазовых переходов интенсивно развивалась. Появились методы эпсилон-разложения и ренорм группы позволявшие оценить величины критических индексов. В работах Мукамеля с соавторами было показано, что поведение свойств систем вблизи фазового перехода зависит от симметрии параметра порядка Фи или его размерности. Было предсказано, что если число степеней свободы параметра порядка достаточно велико, переход может стать переходом первого рода. Интересным объектом для проверки этой теории был редкоземельный металл европий, обладавший геликоидальной спиновой структурой. В его кубической решетке ось геликоида располагалась перпендикулярно к плоскости куба, что давало двенадцать компонент параметра порядка. И фазовый переход был переходом первого рода в согласии с теорией. Евгений Борисович предложил изменить размерность параметра порядка, создав искуственную анизотропию механическими напряжениями, чтобы наблюдать постепенное превращение перехода первого рода во второй. Мы провели серию экспериментов, применив одноосные растяжения различной интенсивности к бруску европия и измеряя его злектросопротивление. Нам удалось, по крайней мере, проследить эту тенденцию²⁾. 

     Существенный вклад в физику фазовых переходов внесли работы Евгения Борисовича в сотрудничестве с Валентином Геннадиевичем Бессергеневым. Изучая антиферромагнитное превращение в диспрозии, они подтвердили предсказание Березинского - Костерлица –Таулеса о том, что при понижении размерности магнитной системы до плоской, в некоторой окрестности фазового перехода параметр порядка исчезает и заменяется совокупностью спиновых вихрей³⁾.  Вообще с фазовыми переходами была связана огромная часть деятельности Евгения Борисовича. По результатам проведенных исследований им была защищена докторская диссертация.  На кафедре физики низких температур он подготовил и читал студентам курс физики фазовых переходов.

     В 1986 году была открыта высокотемпературная сверхпроводимость. К этому времени фазовопереходная тематика постепенно исчерпывалась и смена научного напправления была весьма актуальна. На базе  двух лабораторий отдела организовалась группа экспериментаторов, которая включились в эти исследования. Евгений Борисович был признанным лидером этой группы, ее мозгом. Изучение новых купратных сверхпроводников проводилось во всем мире в невероятном темпе. Сотни новах экспериментальных и теоретических статей выходили каждый день. Мы просматривали их всей группой, выбирая те, что заслуживали внимательного прочтения. Основной интерес для нас, как и для многих исследователей, был связан с механизмом образования сверхпроводящих пар. Было понятно, что он не сводится к обмену фононами, как в старых сверхпроводниках. Возникло предположение, что в энергии связи сверхпроводящих электронов присутствуют спиновые взаимодействия.

     Надо сказать, что нам повезло с экспериментальным оборудованием. Усилиями Леонида Александровича Боярского в нашем распоряжении оказался уникальный прибор – сверхпроводящий соленоид, дающий магнитное поле до 17 Тесла. В этом магните мы провели измерения магнетосопротивления нескольких монокристаллов системы YBCO с различной степенью допирования. Исследования дали парадоксальный результат – магнетосопротивление,  которое в обычных системах квадратично зависело от магнитного поля, в нашем случае вело себя линейно в широкой области полей. Евгений Борисович нашел объяснение этого парадокса – антиферромагнитные флуктуации. Если такие флуктуации имеются в системе, то взаимодействие с ними нормальных электронов приводит к линейной зависимости магнетосопротивления от поля. Наши результаты, опубликованные в Physical Review и Письма в ЖЭТФ⁴⁾, стали одним из первых экспериментальных свидетельств наличия антиферромагнитных корреляций в высокотемпературных сверхпроводниках. Эти публикации имели для нашей группы большие последствия, в том числе и финансовые. Практически все проекты, руководимые Евгением Борисовичем, были приняты и получили финансирование, включая большой Соросовский грант.  В те «небогатые» годы это было крайне важно.

     Последующие эксперименты с высокими магнитными полями были нами выполнены на монокристаллах системы TmBCO⁵⁾. Эти высокого качества кристаллы выращивались в ИНХ Людмилой Павловной Козеевой. Прикладывая магнитное поле под различными углами к кристаллическим осям, мы обнаружили перестройку антиферромагнитной доменной структуры недодопированных образцов. Мы объясняли такую перестройку конкуренцией анизотропных энергий - решеточной и вносимой магнитным полем. Близкие результаты были получены на недодопированных YBCO кристаллах группой Ando⁶⁾ в Японии, но они интерпретировали наблюдаемую перестройку, как переориентацию электронных доменов  - страйпов. Позже оказалось, что правы обе группы, поскольку электронная, магнитная и решеточная составляющие комплексного параметра порядка недодопированных купратов не могут быть отделены друг от друга из-за их сильного взаимовлияния.

     В заключение хочу сказать, что в основе успеха нашей группы были личностные качества Евгения Борисовича. Он создавал вокруг себя атмосферу комфорта и доброжелательности. Я с удовольствием вспоминаю не только научную работу, но и мое общение с Евгением Борисовичем Амитиным, которого считаю своим другом и учителем.

• А.З. Паташинский, В.Л. Покровский,О поведении упорядочивающихся систем вблизи точек фазового перехода,ЖЭТФ, 50(2), 439-447 (1966) .
• В.Я. Диковский, Е.Б. Амитин, Ю.А. Ковалевская, А.Г. Белошапко, Влияние одноосного растяжения на характер антиферромагнитного превращения в европии, Физика низких температур. Т. 22, № 12. 1375-1382 (1996).

• Amitin E.B., Bessergenev W.G., Kovalevskaya Yu.A., Paukov I.E. Thermodynamic properties of dysprosium from 7 to 300 K. J.Chem.Thermodynamics, 1983, v. 15, Wo. 1, p. 181 -188. Амитин Е. Б., Бессергенев В. Г., Ковалевская Ю. А. Особенности термодинамических свойств диспрозия как квазидвумерной магнитной системы, ЖЭТФ. 1984. Т. 84. С. 205–214.

• E.B. Amitin, A.G. Blinov, L.A. Boyarsky, V.Ya. Dikovsky, K.R .Zhdanov, M.Yu. Kameneva, V.N. Naumov, G.I. Frolova, L.N. Demianets, I.N. Makarenko, A.Ya. Shapiro and T.G. Uvarova Transverse magnetoresistance of YBa₂Cu₃O_x single crystals with different oxygen content, Phys. Rev. B51, (1995) 15388-15392; Амитин Е.Б., Блинов А.Г., Боярский Л.А., Диковский В.Я., Жданов К.Р., Каменева М.Ю., Матизен Э.В., Наумов В.Н., Фролова Г.И. Спиновые корреляционные эффекты и поперечное магнетосопротивление в монокристаллах YBCO с различным содержанием кислорода. Письма в ЖЭТФ, 1996, 62(6), с.472-476.

• Е.Б. Амитин, А.Г. Блинов., Л.А. Боярский, В.Я. Диковский, К.Р. Жданов, М.Ю. Каменева, Л.П. Козеева, Письма в ЖЭТФ, 1999,70(5), с.350.

• A.N. Lavrov, Y. Ando, K. Segawa, J. Takeya, Magnetoresistance in Heavily Underdoped YBa₂Cu₃O_6+x: Antiferromagnetic Correlations and Normal-State Transport, Phys. Rev. Lett. 83, 7, 1419 (1999).