Академик Российской академии наук, лауреат Ленинской премии, Государственной премии СССР, лауреат премии имени М.В. Ломоносова АН СССР, доктор физико-математических наук, профессор

Родился 6 июля 1928 года в городе Москве. Отец – Каган Моисей Александрович (1889–1966). Мать – Каган Рахиль Соломоновна (1890–1967). Супруга – Вирта Татьяна Николаевна (1930 г. рожд.). Сын – Каган Максим Юрьевич (1961 г. рожд.). Внук – Александр (1999 г. рожд.).
Юрий Моисеевич родился в семье гуманитариев. Отец был юристом, а мать - медиком. В семье он был младшим ребенком, его сестра – писательница, брат – кибернетик. В 1943 году, в 15 лет, он пошел работать, продолжая одновременно учиться в школе рабочей молодежи. А через год, в 16 лет, поступил на приборный факультет Московского авиационного института (МАИ), посчитав, что раз идет война, то надо делать самолеты. Осенью 1945 года прослышал о наборе студентов на вновь создававшийся физический факультет Московского механического института (впоследствии МИФИ), входившего в систему Министерства боеприпасов. Американцы уже взорвали атомные бомбы над Японией, и было ясно, почему создается специальный физический факультет. Решение было принято сразу. К тому моменту Юрий окончил 1-й курс МАИ, так что следовало пройти всего лишь «конкурс зачеток» и собеседование. В феврале 1946 года он стал студентом МИФИ.
Это был по-настоящему уникальный институт. Создавался он по типу французской политехнической школы, где обучали не только физике, но и инженерному делу. Лекции читали выдающиеся ученые: И.Е. Тамм, М.А. Леонтович, И.Я. Померанчук, А.Б. Мигдал, Е.Л. Фейнберг. Математику преподавал А.Н. Тихонов, ядерную физику – Л.А. Арцимович и А.И. Алиханян, общую физику – И.К. Кикоин. Группы были маленькие, потому занятия носили «камерный» характер, на них царила студийная атмосфера, что всегда позитивно сказывается на качестве подготовки кадров высшей квалификации, стимулируя стремление к знаниям и раскрывая талант каждого в отдельности. Преподаватели хорошо знали студентов, часто обращались к ним по именам.
Однажды А.И. Алиханян, давно присматривавшийся к Юрию Кагану, спросил его, не желает ли тот заняться физикой космических лучей, мол, если согласен, то он поговорит на эту тему с академиком Л.Д. Ландау о приеме в аспирантуру. Для этого, разумеется, предстояло сдать знаменитый «теорминимум», или «Ландау-минимум», иными словами, восемь экзаменов по основным разделам теоретической физики. Причем никаких зачеток: экзамены носили неофициальный характер, но их успешная сдача являлась лучшей аттестацией для физика-теоретика. Предложение для Юрия Кагана было крайне лестным. Во-первых, появлялась возможность работать рядом со знаменитым физиком-теоретиком Ландау, во-вторых, прельщала работа над очень интересной в то время проблемой космических лучей. Юрий дал согласие. Его представили Ландау и с этого момента он начинает сдавать ему экзамены. В 1950 году, перед окончанием института, он успешно завершает сдачу всего «теорминимума». Интересно, что Каган был последним, у кого все экзамены принимал сам Ландау.
К сожалению, попасть в аспирантуру Юрию Кагану не удалось: в самый последний момент он получил предписание отправиться на один из закрытых объектов Атомного проекта. В просьбе Ландау направить Юрия в аспирантуру Института физических проблем было отказано. Пытаясь сохранить контакт с Ландау, Юрий решил поступить в заочную аспирантуру. Ландау дал письменное согласие быть научным руководителем и чисто формально проставил отличные оценки за вступительный экзамен по специальности. Но и в заочную аспирантуру к Ландау Ю.М. Кагана не пустили, не объясняя причины.
Объект, на который был послан
Ю.М. Каган, - Уральский электрохимический комбинат, известный как Свердловск 44, был одним из ведущих объектов Атомного проекта. Его задача состояла в техническом решении проблемы разделения изотопов урана. Ю.М. Кагана направляют на работу в Центральную заводскую лабораторию в должности младшего научного сотрудника. Так начинается его профессиональный и самостоятельный жизненный путь.
Лаборатория по существу была маленьким научным институтом. В ней работала группа ученых, физиков и химиков, откомандированных из Уральского научного центра и из Москвы, а также молодые специалисты, приехавшие из разных городов страны. Годы, проведенные на Урале, а это целых шесть лет, Ю.М. Каган вспоминает с особым чувством. Все были молоды, энергичны, жили общими интересами и в лаборатории, и вне ее стен, принимали активное участие во всех общественных мероприятиях. Характерной была общая доброжелательная атмосфера.
Фактически определяющей для
Ю.М. Кагана была его первая встреча с научным руководителем всей проблемы разделения изотопов академиком И.К. Кикоиным, дважды Героем Социалистического Труда. В результате детального разговора, в котором существенную роль играла рекомендация Ландау, Ю.М. Каган получил право самостоятельно выбирать конкретные направления, которыми он будет заниматься. С этого момента начинается тесное сотрудничество Ю.М. Кагана и И.К. Кикоина, которое продолжалось более 30 лет и охватывало широкий круг физических проблем помимо проблемы разделения изотопов. Ю.М. Каган всегда подчеркивает, что И.К. Кикоин наряду с Ландау сыграл определяющую роль в становлении его как ученого.
Юрий Моисеевич оказался у самых истоков создания уникальной промышленности разделения изотопов урана. Это была грандиозная техническая проблема, но вместе с тем необходимо было решить целый ряд чисто физических задач. За сравнительно короткий срок ему удается развить общую теорию разделения изотопных газовых смесей на пористых средах. Введенная им оригинальная идея замены пористой среды на тяжелый (так называемый «стеночный») газ с определенными рассеивающими характеристиками позволила получить единое решение для всего диапазона давления, начиная с кнудсеновского режима и вплоть до гидродинамического. Одновременно была развита гидродинамическая теория всего делительного элемента («делителя») как целого. Результаты теории были эффективно использованы для определения параметров, обеспечивающих оптимальный режим газодиффузионного завода по разделению изотопов.
В 1954 году Юрий Каган защитил диссертацию на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. Это была одна из двух первых диссертаций, посвященных разделению изотопов, защищенных в один день прямо на комбинате, на выездной сессии специального ученого совета. В этом же году его приглашают читать лекции на спецфакультете Уральского политехнического института в Свердловске. Он получает специальное разрешение. В течение трех 3 лет каждую субботу он ездит на поезде в Свердловск читать 3-х часовые лекции по памяти (вести какие-либо записи запрещалось). Очень многие студенты, которым он читал лекции, стали ведущими специалистами на Уральском комбинате и на построенных позднее аналогичных комбинатах.
В 1956 году по просьбе И.В. Курчатова, Ю.М. Каган был переведен в Москву. С тех пор вся жизнь Юрия Моисеевича связана с Институтом атомной энергии - гордостью отечественной науки и колыбелью атомной энергетики. В 1991 году институт будет преобразован в Российский научный центр «Курчатовский институт». Работая в стенах этого института, Ю.М. Каган в 1959 году защищает диссертацию на соискание ученой степени доктора физико-математических наук. Круг его интересов смещается в область физики конденсированного состояния и теории классических и квантовых газов. Долгие годы он занимает пост руководителя Отдела теории твердого тела. Более 40 лет он является профессором МИФИ. Его авторский курс лекций «Современная теория твердого тела» стал для многих поколений выпускников основой их «твердотельного» образования. Ю.М. Каган публикует более 200 работ в ведущих советских (российских) и иностранных журналах, что принесло ему широкую известность. Его работы определили появление новых областей в физике конденсированного состояния и явились основанием для многочисленных экспериментальных и теоретических исследований как в России, так и за рубежом. В 1970 году Ю.М. Каган был избран членом-корреспондентом Академии Наук (АН) СССР. В 1984 году стал академиком АН СССР.
В научной деятельности Ю.М. Кагана можно выделить целый ряд основных направлений, где им были получены пионерные результаты. Одно из таких направлений – это работы, приведшие к созданию современной кинетической теории газов с вращательными степенями свободы. Была построена общая теория явлений переноса во внешних полях, позволившая объяснить остававшийся загадкой с 1930-х годов эффект Зенфтлебена (изменение кинетических коэффициентов незаряженного молекулярного газа в постоянном магнитном поле). Она инициировала широкий круг экспериментальных исследований. Ее результаты, ставшие фактически классическими, вошли в монографии и учебники. Новый вектор, играющий в ней принципиальную роль и составленный из векторов скорости и вращательного момента, получил в зарубежной литературе название «вектора Кагана», а возникновение в потоке вращательной ориентации молекул было названо «поляризацией Кагана».
В исследованиях Ю.М. Кагана по физике твердого тела прежде всего надо отметить его вклад в развитие микроскопической теории металлов, особенно в выявлении роли электронной жидкости в формировании статических и динамических свойств металла, в частности, его фононного спектра. Здесь с его именем связан целый ряд результатов, имеющих фундаментальный характер. В частности, была установлена природа непарных сил в непереходных металлах, решена проблема динамической и статической сжижаемости, предсказаны особенности в фонононных спектрах металлов многочастичной природы и известная логарифмическая особенность в квазиодномерном металле. Впервые было доказано, что ограничение на величину константы электрофононного взаимодействия отсутствует, что крайне важно для количественной теории сверхпроводимости. Теоретические предсказания получили полное подтверждение в ходе многочисленных экспериментальных исследований.
Особый интерес в этой области представляют работы Ю.М. Кагана, связанные с металлическим водородом. Вместе с учениками он впервые сделал исчерпывающий анализ кристаллической структуры, уравнения состояния, колебательного спектра металлической фазы водорода в метастабильном и стабильном состояниях. Крайне необычный результат этих работ, показавший, что стабильными оказываются только резко анизотропные структуры, был подтвержден более поздними расчетами с использованием всей мощи современной вычислительной техники.
Работы Ю.М. Кагана сыграли существенную роль в развитии направления, касающегося несовершенных кристаллов. Предсказанное им появление квазилокальных уровней в фононном спектре кристаллов с дефектами и связанных с ними резких аномалий в термодинамических, кинетических и спектральных свойствах стало основанием для широкого круга экспериментальных исследований. Один из центральных циклов его исследований, работа над которым продолжается, посвящен теории аморфного состояния. Была предложена оригинальная концепция происхождения универсальных низкотемпературных свойств аморфных тел самой разной природы. Теория предсказывает существование коллективных низкочастотных возбуждений в стеклах, обусловленное взаимодействием между туннельными центрами, что позволило объяснить аномальную картину распространения звука и электромагнитного излучения при сверхнизких температурах.
Особое место в научной деятельности Ю.М. Кагана занимают его широко известные в мире работы по когерентным явлениям, сопровождающим резонансное взаимодействие ядерного излучения (г-кванты, нейтроны), с кристаллами. Предсказанный им в этих работах эффект подавления ядерной реакции в совершенных кристаллах был экспериментально открыт в стране и детально изучен за рубежом. В работах Ю.М. Кагана было введено представление о делокализованных по кристаллу ядерных экситонах и предсказано изменение времени жизни возбужденных ядерных состояний, открытое позднее экспериментально. Развитые идеи послужили основой для создания общей теории возбуждения изомерных состояний ядер и резонансной ядерной дифракции в поле синхротронного излучения. Все предсказания теории нашли подтверждение при экспериментальных исследованиях на источниках синхротронного излучения в Гамбурге, Гренобле и Брукхэвене. Следует отметить, что этому направлению предшествовал цикл работ по теории основных твердотельных аспектов эффекта Моссбауэра, в существенной степени способствовавший развитию в стране исследований на базе этого эффекта.
Одним из ярких направлений в научной деятельности Ю.М. Кагана является исследование низкотемпературной квантовой кинетики в конденсированных средах. Это направление открывает ставшая классической его совместная работа с И.М. Лившицем, в которой было впервые предсказано, что кинетика фазового перехода при температуре близкой к абсолютному нулю реализуется через подбарьерное туннелирование растущего зародыша новой фазы.
Большая часть исследований в этой области посвящена теории квантовой диффузии частиц в диэлектриках, металлах и сверхпроводниках. Рассмотрение этого явления потребовало развития теории подбарьерного туннелирования частиц в условиях сильного взаимодействия с электронными и фононными возбуждениями среды. Появились новые представления об электронном полярном эффекте, о когерентной и некогерентной диффузии, о динамическом разрушении когерентных корреляций. Предметом специального детального исследования являлись квантовая диффузия и локализация в нерегулярных кристаллах. При этом был предсказан неожиданный эффект самолокализации при диффузии взаимодействующих частиц в идеальном кристалле, открытый экспериментально при изучении диффузии атомов 3Не в кристаллической матрице 4Не. Результаты теории широко используются при исследовании конденсированных сред, основанном на измерении диффузии мюона и миония в веществе.
В последние годы основные научные интересы Ю.М. Кагана связаны с проблемой Бозе-конденсации и сверхтекучести в макроскопических квантовых системах, образованных ультрахолодными газами. Ю.М. Каган и его ученики внесли большой вклад в становление этой бурно развивающейся во всем мире области исследований. Исчерпывающий анализ на первом этапе путей достижения Бозе-конденсации в спин-поляризованном атомарном водороде, кинетики формирования конденсата и одновременно проблемы стабильности этой метастабильной системы, определил основные представления в этой области. Предсказание относительно существования принципиально неустранимого канала распада – трехчастичной дипольной рекомбинации, экспериментально подтвержденное всеми ведущими лабораториями, привело к радикальному изменению направлений исследований. Другое предсказание содержало утверждение, что при любых условиях в конденсате может оказаться только малая часть атомарного водорода. Открытие в MIT (США) Бозе-конденсации атомарного водорода подтвердило справедливость этого предсказания.
В большом цикле работ Ю.М. Кагана и его сотрудников в этой области выделяется предсказание эффекта подавления в Бозе-конденсате неупругих процессов. Экспериментальное обнаружение этого эффекта в газе щелочных материалов в JILA (США) было использовано как доказательство сформирования когерентных корреляций внутри конденсата. Большой интерес вызвали работы по теории формирования квазиконденсата (с локальными корреляционными свойствами истинного конденсата) в системах низкой размерности. Совместное исследование Университета Турку и Курчатовского института когерентных свойств двумерного газа атомарного водорода на поверхности гелия установило соответствие экспериментальных результатов теоретическим выводам. Большой цикл работ Ю.М. Кагана посвящен кинетике формирования Бозе-конденсата и сверхтекучести из первоначально чисто классического газа – одной из наиболее интересных проблем в этой области.
Академик Ю.М. Каган – личность, сочетающая в себе качества, крайне необходимые для ученых, работающих на будущее. Его отличают широта научных интересов и яркая физическая интуиция, позволяющая в равной степени глубоко понимать как фундаментальные, так и чисто прикладные проблемы. Это сочетается с талантом учителя и блестящего лектора, на лекциях которого воспитывались и воспитываются многие поколения молодых физиков. Он вырастил плеяду талантливых учеников: кандидатов, докторов наук, членов-корреспондентов Академии наук СССР (РАН).
Ю.М. Каган – почётный доктор Технического университета Мюнхена (Германия, 1990), почётный Ван-дер-Ваальс профессор Амстердамского университета (1990), почетный доктор Уппсальского университета (Швеция, 1996). Он – член Венгерского физического общества (1975), член Американского физического общества (1994), член Европейской академии (1995), иностранный член Академии наук Венгрии (1998).
Ю.М. Каган – лауреат Ленинской премии (1986), Государственной премии СССР (1976), премии имени М.В. Ломоносова АН СССР (1975), премии Карпинского (Германия, 1994), премии А. Гумбольдта (Германия, 1994). Он награжден орденами «За заслуги перед отечеством» III степени, Дружбы, двумя орденами Трудового Красного Знамени. В 2006 году ему была присуждена общенациональная премия в области высших достижений науки «Триумф», учреждённая фондом «Триумф»