СМИ о нас

Второй день работы 16-й международной специализированной выставки лазерной, оптической и оптоэлектронной техники «Фотоника. Мир лазеров и оптики» открылся Пленарным заседанием X Конгресса Технологической платформы РФ «Фотоника».

Пленарное заседание было посвящено 100-летию со дня рождения Николая Геннадиевича Басова.

Н.Г. Басов – выдающийся советский и российский физик, лауреат Нобелевской премии по физике, один из основоположников квантовой электроники и главный организатор лазерных исследований в Советском Союзе.

В своем вступительном слове Президент Лазерной ассоциации Иван Ковш отметил важность совместной работы бизнеса и науки для развития отрасли. По его словам, развитие должно быть основано на взаимном интересе бизнеса и государства.

Господин Ковш наградил призами и дипломами победителей Конкурса лучших разработок лазерной и электронной техники, которые были выведены на рынок в последние два года. Конкурс проводился Лазерной ассоциацией.

Свои доклады о наследии легендарного физика Николая Басова сделали представители Физического института имени П. Н. Лебедева РАН. Люди, которые лично знали ученого, работали с ним и сейчас развивают его идеи.

Так, профессор, доктор физ.-мат. наук Иосиф Зубарев в своем докладе «Н.Г. Басов – пионер и организатор лазерных исследований в СССР» рассказал о непростой жизни и интересной работе заслуженного советского и российского физика. Он отметил фантастический дар научного предвидения и научную смелость Басова, его научные достижения и открытия, которые продолжают работать и остаются эталоном существующих стандартов и в настоящее время.

Доктор физ.-мат. наук Михаил Губин представил совместный с В.Л. Величанским доклад «Квантовые стандарты частоты и времени». В рамках доклада Губин отметил необходимость применения стандартов частоты и времени в медицине, радиоастрономии, фундаментальной метрологии, спутниковой и наземной навигации, сфере высокоскоростной связи и многих других. Первый КСЧ на основе генератора на пучке молекул аммиака был разработан в 1954 году Н.Г. Басовым и А.М. Прохоровым в СССР и Ч. Таунсом в США. Тогда же были заложены основы квантовой электроники.

В своем докладе «Лазерный термоядерный синтез: от идеи до сегодняшних дней» профессор, доктор физ.-мат. наук Сергей Юрьевич Гуськов рассказал о становлении и развитии еще одного важнейшего технического направления, основы которого заложил Басов.

А профессор, доктор физ.-мат. наук Ирина Николаевна Завестовская в докладе «Фотоника в высокотехнологичной медицине» представила совершенно новые и практически направленные работы, которые ведутся в ФИАНе, включая и новые идеи и разработки к области наномедицины.

https://kapital-rus.ru/uznai/news/v_ekspocentre_otmetili_100letnij_ubilej_so_dnia_rojdeniia_vdauschegosia_fizika_ng_basova/

Фото: pixabay.com

Директор Самарского филиала Физического института имени П. Н. Лебедева Валерий Азязов рассказал, что на планетах Солнечной системы теоретически можно найти жизнь, если на ней есть вода. Об этом сообщает NEWS.ru.

По его словам, для появления привычной нам жизни нужна вода и достаточно высокая температура. Так, он не исключил возможности жизни на Марсе, но не на поверхности, а чуть глубже. Он добавил, что там их уже ищут целенаправленно марсианские аппараты.

Также он рассказал, что «маркеры жизни» удалось найти и на Венере с Титаном: там углекислый газ периодически диссоциирует в кислород. 

https://argumenti.ru/science/2022/03/766020

Для появления привычной нам жизни нужна вода и достаточно высокая температура, сообщил директор Самарского филиала Физического института имени П.Н.Лебедева Валерий Азязов, соавтор работы по получения в лабораторных условиях космических «кирпичиков жизни» — полициклических ароматических углеводородов.

По словам ученого, сохраняться живые организмы могут и на Марсе, но не на поверхности, а чуть глубже, где их и ищут целенаправленно марсианские аппараты. Не исключено возникновение жизни на некоторых спутниках планет-гигантов.

«Порой просто хорошо видно, как бьют гейзеры, как там вода испаряется, — это происходит, например, на Европе и Энцеладе. Поскольку там действуют мощные приливные силы планет-гигантов, Юпитера и Сатурна, внутренности спутников начинают нагреваться. Раз идет пар — значит, там есть тепло, есть энергия», — рассказал Азязов «Газете.Ru».

Ученый также напомнил о «желтых облаках» Титана и о «маркерах жизни», спектральных линиях газа фосфина в атмосфере Венеры.

Ранее специалисты NASA сообщили, что на спутнике Сатурна Энцеладе существует жизнь.

https://svpressa.ru/society/news/329898

Директор Самарского филиала Физического института им. П.Н. Лебедева Валерий Азязов, занимающийся лабораторным моделированием образования сложных молекул в космосе, рассказал, где в Солнечной системе стоит искать жизнь.

© spaceflightinsider.com

«Для появления привычной нам жизни, конечно, нужна вода и достаточно высокая температура. Хотя и в Антарктиде, где -50 °С, находят живые организмы, которые живут во льду и как-то двигаются», — сказал учёный в разговоре с «Газетой.Ru».

По его словам, с точки зрения поиска жизни можно рассматривать, например, Марс.

«И на некоторых спутниках планет-гигантов, где есть вода, которая покрыта льдом, возникновение жизни не исключается. Порой просто хорошо видно, как бьют гейзеры, как там вода испаряется, — это происходит, например, на Европе и Энцеладе», — добавил астрофизик.

Ранее генеральный директор «Роскосмоса» Дмитрий Рогозин заявил, что в ближайшее время корпорация развернёт работы по реализации марсианской миссии.

https://russian.rt.com/science/news/983912-uchenyi-kosmos-zhizn

Фото: unsplash.com

В Солнечной системе теоретически можно найти жизнь на тех космических объектах, на которых учёным удалось найти воду, рассказал Валерий Азязов, директор Самарского филиала Физического института имени П. Н. Лебедева, занимающийся лабораторным моделированием образования сложных молекул в космосе. Так, например, он не исключил возможности найти жизнь на Марсе или на некоторых спутниках планет-гигантов, пишет «Газета.Ru».

Для появления привычной нам жизни, конечно, нужна вода и достаточно высокая температура. Хотя и в Антарктиде, где −50 °С, находят живые организмы, которые живут во льду и как-то двигаются. И на Марсе они могут сохраняться до сих пор — конечно, в первую очередь где-то не на поверхности, а чуть глубже. Их там ищут целенаправленно марсианские аппараты, — пояснил Азязов.

По его словам, учёные могут увидеть, как на Европе и Энцеладе, спутниках планет-гигантов, периодически бьют гейзеры. Там есть вода, покрытая льдом, она иногда испаряется и даёт исследователям надежду на то, что на этих космических объектах теоретически можно найти признаки жизни. Азязов уточнил, что «маркеры жизни» удалось найти и на Венере: углекислый газ на этой планете периодически диссоциирует в кислород. Ещё одной планетой, на которой теоретически возможна жизнь, является Титан, резюмировал астрофизик.

Ранее на Землю с МКС вернулись россияне Антон Шкаплеров и Пётр Дубров вместе с американцем Марком Ванде Хаем. Посадка корабля «Cоюз МС-19» произошла в 147 километрах юго-восточнее города Жезказган в степи Казахстана. Шкаплеров провёл на станции 176 суток, его коллеги Дубров и Ванде Хай, прибывшие ранее, — 356 суток.

https://news.ru/cosmos/astrofizik-rasskazal-gde-v-solnechnoj-sisteme-mozhno-najti-zhizn

(с) IPGP/Labex UnivEarthS/University Paris Diderot – C. Epitalon & S. Rodriguez Read more at http://www.spaceflightinsider.com/missions/solar-system/cassini-data-reveals-another-feature-that-suggests-titan-is-similar-to-earth/#qZhY5eTSRxbVC6bQ.99

Перспективными с точки зрения обнаружения жизни в Солнечной системе являются тела, где присутствует достаточно воды. Об этом «Газете.Ru» рассказал Валерий Азязов, директор Самарского филиала Физического института имени П.Н. Лебедева, занимающийся лабораторным моделированием образования сложных молекул в космосе.

«Для появления привычной нам жизни, конечно, нужна вода и достаточно высокая температура. Хотя и в Антарктиде, где -50°С, находят живые организмы, которые живут во льду и как-то двигаются. И на Марсе они могут сохраняться до сих пор — конечно, в первую очередь, где-то не на поверхности, а чуть глубже. Их там ищут целенаправленно марсианские аппараты.

И на некоторых спутниках планет-гигантов, где есть вода, которая покрыта льдом, возникновение жизни не исключается. Порой просто хорошо видно, как бьют гейзеры, как там вода испаряется, — это происходит, например, на Европе и Энцеладе. Поскольку там действуют мощные приливные силы планет-гигантов, Юпитера и Сатурна, внутренности спутников начинают нагреваться. Раз идет пар — значит, там есть тепло, есть энергия. А если заработает внутри какой-то вулкан, то тоже выделятся газы. В принципе, считается, что в этих местах тоже может быть жизнь», — рассказал Азязов.

По его словам, еще одним местом, где возможно существование жизни, является Титан, где ранее наблюдались облака желтого цвета, состоящие из органики.

«И в атмосфере Венеры есть углекислый газ CO2, он диссоциирует, появляется кислород, там обнаружены «маркеры жизни» — спектральные линии газа фосфина, но все это, конечно, еще нуждается в подтверждении», добавил ученый.

Ранее ученые ФИАН со своими коллегами из США провели квантово-химические вычисления и эксперимент, в котором сталкивали между собой бензильные радикалы в лабораторных условиях и получили полициклические ароматические углеводороды, которые находят в космосе

Автор: Николай Городецкий

https://www.gazeta.ru/science/news/2022/03/31/17501587.shtml

(с) Leiden University Linnartz/Tielens

Российские ученые воссоздали на земле условия, благодаря которым в космосе при низких температурах образуются «кирпичики жизни» — полициклические ароматические углеводороды. Как это приближает нас к разгадке тайны возникновения жизни, «Газете.Ru» рассказал соавтор работы Валерий Азязов, директор Самарского филиала Физического института имени П.Н. Лебедева РАН (ФИАН).

— Как проводился этот эксперимент и какую он имеет связь с победившим в конкурсе мегагрантов Самарским филиалом ФИАН?

— Мегагрант правительства Российской Федерации «Происхождение и эволюция органических молекул в нашей Галактике» был запущен в прошлом году, а соглашение было заключено в июне. Понятно, что готовую установку за такое время построить было тяжело, поэтому эксперименты первоначально проводились в лаборатории ведущего ученого этого проекта, руководителя мегагранта, профессора Гавайского университета на Маноа Ральфа Кайзера. Он проводит такие эксперименты на своей установке на Гавайях. Там же работал один из наших ученых, Иван Антонов, который находился в США несколько месяцев, он тоже участвовал в этих экспериментах, в том числе с этой установкой.

Валерий Азязов. (с) Из личного архива

Прежде не было до конца ясно, как образуются те органические молекулы, что выявляются, например, радиотелескопами или по излучению в других электромагнитных диапазонах — в видимом свете, в инфракрасной области. Считалось, что жесткое излучение оказывает на органику губительное воздействие, и молекулы в таких условиях просто разбиваются на части. Однако на самом деле молекулы не только диссоциируют под воздействием этого излучения, при этом идут также реакции синтеза по укрупнению этих молекул.

В газовой фазе концентрация этих молекул очень невелика. Поэтому скорость образования этих молекул и вероятность того, что излучение, которое распространяется в космосе, воздействует на них, недостаточны, чтобы за время существования туманности образовались какие-то сложные молекулы. В результате было выдвинуто предположение, что процессы идут в твердой фазе, где концентрация частиц высокая, и подобные реакции могут быть инициированы космическим излучением.

Если какая-то частица попадает на песчинку, покрытую льдом, то может произойти взаимодействие — примерно так же появляется видимый трек в камере Вильсона — пока высокоэнергичная частица летит, она выбивает из молекулы вторичные электроны, соответственно могут образовываться химические радикалы, которые затем объединяются.

В своих экспериментах мы на пластинку осаждаем пленку льда и тем самым воспроизводим тот лед, что находится в космических условиях, затем запускаем в камеру соответствующие газы, и они будут осаждаться на этой пластинке. И далее контролируем толщину этой пластинки. После того, как мы наморозили слой, скажем, в 1 мкм, мы держим эту пластинку при температуре 10 К и начинаем бомбардировать ее разными частицами, в частности, ультрафиолетом — то есть фотонами жесткого диапазона.

Молекул, которые наблюдаются в космосе, бесчисленное множество, и понять, как образуется та или иная молекула — это означает решить отдельную задачу. Этим предстоит заниматься еще многим лабораториям долгие годы.

— Вы предполагаете продолжить эти эксперименты, построив установку в Самаре, где будут изучаться другие молекулы и другие типы излучения?

— Да, конечно. Такие лаборатории есть не только у нас, они есть в Китае, в Соединенных Штатах и т.д.

Экспериментальная установка строится в Самарском филиале ФИАН. Это вакуумная камера, в которой создается разрежение 10-11 мм рт. ст., чтобы приблизиться к космическим условиям, потом предполагается намораживать лед на пластине, которая будет охлаждаться до 10 К. Система для откачки воздуха включает в себя последовательность безмасляных турбомолекулярных насосов для того, чтобы избежать загрязнений земной органикой.

Мы будем намораживать лед, запуская в камеру контролируемое количество газов, например, пары воды, кислород, CO, CO2, N2. Молекулярные облака в космосе обладают примерно таким же составом газов и пыли, температура там низкая, и газы просто конденсируются на поверхности песчинок, образуя соответствующие слои. При 10 K все эти составляющие, естественно, будут налипать на песчинки в виде льда. Образуется, в частности, метановый лед — если говорить о простейшей органике, — все это осаждается в виде льдов на этих песчинках. Подобная установка действовала и на Гавайях.

— А в космосе не предполагаются эксперименты на спутниках или на МКС?

— Нам требуется выполнять эксперименты в строго контролируемых условиях. Космическое излучение бывает самым разным, в том числе и по энергиям. Конечно, этот лед можно наморозить, выставить за борт космического корабля и подождать, что там будет со временем. Но там же еще нужно будет диагностику проводить. А как в космосе все это делать? На данный момент необходимости в подобных космических экспериментах пока нет. Гораздо удобнее это делать в лабораторных, хорошо прогнозируемых и строго контролируемых условиях.

Когда мы бомбардируем образец электронами, то воспроизводим те условия, в которых эволюционирует какая-либо туманность.

В начале она долгое время находится при данной криогенной температуре, там образуются песчинки, а на песчинках — молекулы в виде льда. Если возникнет какая-то флуктуация плотности в каком-то месте туманности, то газ начинает сжиматься. При сжатии, коллапсе, он нагревается, температура в нем начинает подниматься. Получается 10 К, 50 К, 100 К, потом 300 К. И эти молекулы, которые были во льду, начинают при повышении температуры сублимироваться, переходить в газовую фазу. В области звездообразования, где звезда только-только начинает образовываться, в этот момент еще ничего нет, но уже нагрелась какая-то центральная часть этого облака. И когда эти молекулы начинают выходить в газовую фазу, наши радиоастрономы их и регистрируют по спектрам. Таким образом зарегистрировано уже несколько сот молекул.

Помимо регистрации молекул астрономами, к нам на Землю попадают метеориты, их собирают и изучают состав. И там тоже находят эти молекулы. Еще один путь обнаружения сложных органических молекул из космоса — это вещество, доставленное с комет и астероидов, например, с кометы Чурюмова — Герасименко, куда летала автоматическая межпланетная станция Rosetta. То же самое проделывали японские аппараты «Хаябуса» и «Хаябуса-2», доставившие образцы грунта с астероидов Итокава и Рюгу.

Молекулы эти везде присутствуют, а теперь надо понять, как же они образуются. Это важно потому, что тем самым мы ищем ответ на вопрос о том, как появилась жизнь, где образовались исходные сложные молекулы. То ли они образовались уже на Земле, то ли Вселенная так устроена, что эти молекулы образуются в самых разных местах самыми разными способами. Один из возможных сценариев — образование в туманностях за счет воздействия космических лучей. Чтобы химическая реакция при низких температурах пошла, надо сделать молекулы активными, сообщить им энергию. После того, как молекулы при воздействии частиц разлетелись на куски, образовались какие-то радикалы, они начинают реагировать со своим окружением, создавая новые молекулы.

Есть и второй возможный вариант, где можно искать фабрики таких молекул. Речь может идти о финальной стадии эволюции небольших звезд, похожих на наше Солнце. Спустя миллиарды лет Солнце, выработав в своих недрах водород, перейдет на другой процесс синтеза, будет жечь другое термоядерное «горючее». Гравитация при этом уже не справляется, и звезда сильно раздувается, переходя в стадию красного гиганта. Считается, что Солнце тогда поглотит Меркурий, Венеру и, возможно, Землю.

И когда дело дойдет до Земли, температура на ее поверхности будет уже не такая высокая, порядка 2000 К, при этом тоже могут образовываться активные молекулы.

Затем происходит сброс внешних оболочек звезды, сама она превращается в белого карлика, а вокруг нее образуется так называемая планетарная туманность. И в этой туманности будет содержаться бульон из самых разных молекул, а не только простейшие гелий и водород.

— То есть смерть звезды на каком-то очередном витке может дать начало новой жизни?

— Да, космическое пространство не стоит представлять исключительно холодным, безжизненным и состоящим исключительно из простых соединений, максимум молекул воды. Образуются бесчисленные фуллерены, наночастицы, нанотрубки, графен. Но на данном этапе мы больше занимаемся углеводородами. Потому что это основа жизни. А если в эту «ароматику» начинают внедряться еще и атомы азота, то получаются уже практически пребиотические молекулы.

— Но для того, чтобы эти «кирпичики жизни» развились в жизнь, они же должны еще попасть в какое-то подходящее место? И где это может быть: на планетах, спутниках — в какой именно части Солнечной системы?

— Главное, что стадия образования крупных молекул из мелких может успешно протекать даже в космосе. И это — часть ответа на вопрос, одиноки ли мы во Вселенной или еще где-то есть жизнь. После таких исследований вероятность всех этих событий увеличивается. Если подобные молекулы есть везде в космосе, то вероятность зарождения жизни тоже увеличивается.

Но для появления привычной нам жизни, конечно, нужна вода и достаточно высокая температура. Хотя и в Антарктиде, где -50°С, находят живые организмы, которые живут во льду и как-то двигаются. И на Марсе они могут сохраняться до сих пор — конечно, в первую очередь, где-то не на поверхности, а чуть глубже. Их там ищут целенаправленно марсианские аппараты. И на некоторых спутниках планет-гигантов, где есть вода, которая покрыта льдом, возникновение жизни не исключается. Порой просто хорошо видно, как бьют гейзеры, как там вода испаряется, — это происходит, например, на Европе и Энцеладе. Поскольку там действуют мощные приливные силы планет-гигантов, Юпитера и Сатурна, внутренности спутников начинают нагреваться. Раз идет пар — значит, там есть тепло, есть энергия. А если заработает внутри какой-то вулкан, то тоже выделятся газы. В принципе, считается, что в этих местах тоже может быть жизнь.

— Называют еще Титан, но там, если жизнь и может развиться, то, видимо, какого-то иного, не земного типа, на другой основе?

— Да, там органики на самом деле много, и у того же Ральфа Кайзера, руководителя нашего гранта, имеется масса работ по Титану. Там в том числе наблюдались облака желтого цвета, состоящие из какой-то органики. Но не надо забывать и про экзопланеты. В скором времени появятся новые данные по спектрам излучения и поглощения атмосфер, можно будет выяснить, есть ли там вода, есть ли кислород, озон. Если все это есть и температура соответствующая, то может возникнуть жизнь. Вот и в атмосфере Венеры есть углекислый газ CO2, он диссоциирует, появляется кислород, там обнаружены «маркеры жизни» — спектральные линии газа фосфина, но все это, конечно, еще нуждается в подтверждении.

У Ральфа Кайзера есть работы про возможность жизни иного типа — когда вместо углерода используется кремний, то есть жизнь, возможно, способна развиться и на основе кремния.

Он изучает подобные соединения, берет и смотрит, как образуются соответствующие молекулы, каковы их свойства, как они реагируют друг с другом. Таблица Менделеева, конечно, большая, но все это работает не со всеми элементами. По богатству соединений, которые может обеспечить углерод, с ним на самом деле не может соревноваться даже кремний.

— Но ведь идея мегагранта прежде всего в международном сотрудничестве? А не будет ли сейчас проблем, в том числе с оборудованием?

— Все так. Но вместе можно сделать очень много хороших вещей, зная потенциал друг друга. Тем более, что уже было потрачено на все это немало усилий. Был потрачен год, и бросать это дело не в чьих интересах. Сложности, конечно, появились, не без этого, и они не только у нас, они у всех ученых. Научное оборудование изготавливается в разных странах, много делается в Китае, а много — в Европе, здесь всюду интернациональная работа — кто-то делает хорошо одно, кто-то — другое. Самодостаточных стран нет.

— В 2030 году в России планируется запустить очередную космическую обсерваторию, на этот раз работающую в миллиметровом и инфракрасном диапазонах, «Миллиметрон». Он поможет искать новые сложные молекулы?

— Да, он должен позволить регистрировать спектры в миллиметровом диапазоне, но это лишь одна из его задач. На самом деле, он решает еще более фундаментальные задачи, но в принципе, если его настроить на нужный диапазон, то он позволяет и наши задачи решать. Скорее всего, так и будет, когда его все-таки запустят.

Авторы:
Максим Борисов
Павел Котляр

https://www.gazeta.ru/science/2022/03/31/14684437.shtml

Одним из центральных событий проходящей в «Экспоцентре» выставки «Фотоника. Мир лазеров и оптики-2022» стал X Конгресс Технологической платформы РФ «Фотоника».

Организованные в рамках конгресса мероприятия предоставили специалистам уникальную возможность продемонстрировать свои новые разработки, обменяться идеями и практическим опытом, познакомиться с тенденциями и перспективами развития лазерного рынка.

Модератор конгресса, президент Лазерной ассоциации Иван Ковш дал определение Технологической платформы, отметив, что ТП – это объединение науки и бизнеса во имя того, чтобы развивать отрасль во взаимных интересах бизнеса и государства.

Сегодня состоялось пленарное заседание, посвященное 100-летию со дня рождения Николая Геннадиевича Басова. Идея создания Технологической платформы – более полное и быстрое использование лазера в экономике – принадлежит именно этому ученому. Многое, что он предложил, сегодня работает.

Заседание началось с вручения дипломов победителям конкурса лучших разработок в области лазерной и оптоэлектронной техники, выведенных на рынок последние два года.

Теме «Н.Г. Басов – пионер и организатор лазерных исследований в СССР» посвятил свое выступление профессор, доктор физико-математических наук, ведущий сотрудник Физического института имени П.Н. Лебедева РАН (ФИАН) Иосиф Зубарев. Спикер дал высокую оценку деятельности ученого и подробно остановился на его разработках. «Николай Басов в 1952 году сформулировал идею использования принципов усиления и генерации электромагнитного излучения квантовыми системами. Он обладал фантастическим даром научного предвидения и исключительной смелостью, предвидел, что лазеры найдут широкое применение во всех сферах человеческой деятельности. Николай Геннадиевич подготовил первую в СССР комплексную программу по созданию лазеров», – отметил докладчик.

На пленарном заседании конгресса вызвала интерес презентация квантовых стандартов частоты и времени. Владимир Величанский, кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник ФИАН подробно описал суть самого явления, привел конкретные примеры и объяснил, для чего нужны квантовые стандарты частоты и времени.

С презентации «Лазерный термоядерный синтез: от идеи до сегодняшних дней» выступил профессор, доктор физико-математических наук Сергей Гуськов (ФИАН). Он рассказал о развитии данного научного направления, которое также предложил Н.Г. Басов.

Фотонике в высокотехнологичной медицине посвятила свой доклад доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник ФИАН Ирина Завестовская.

В рамках X Конгресса ТП РФ «Фотоника» прошла научно-практическая конференция «Фотоника в сельском хозяйстве и природопользовании».

Александр Аксенов, доцент кафедры Федерального научного агроинженерного центра ВИМ (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) выступил с докладом на тему «Спектральные и лазерные технологии для диагностики физиологического состояния биологических объектов». Он, в частности, подчеркнул, что в последнее десятилетие в сельском хозяйстве наметился такой тренд, как умное земледелие, когда технологии направлены на то, чтобы экономить ресурсы и получать максимально возможный урожай при требуемом качестве с минимальными вложениями.

Большой интерес у аудитории вызвали доклады участников конференции, которые рассказали об агробиофотонике как одном из трендов в растениеводстве, его перспективах и направлениях, о влиянии спектрального состава света на продуктивность растений при выращивании в закрытых агроэкостистемах, о новых химических датчиках на основе объединения биотехнологических, акустоэлектронных и оптоэлектронных подходов. Докладчики говорили о комплексных научных исследованиях и разработках для создания и развития круглогодичного производства растительной органической продукции в управляемых экосистемах, о фотонике и системах искусственного интеллекта в решении агроэкологических задач.

Пресс-служба АО «Экспоцентр»

https://promvest.info/ru/post-relizyi-vyistavok/na-x-kongresse-tp-rf-fotonika-ekspertyi-obsudili-perspektivnyie-tehnologii-v-klyuchevyih-otraslyah-proizvodstva/

ФИАН

Полициклические ароматические углеводороды могут образовываться в результате радикально-радикальных реакций при экстремально низких температурах — в том числе в космическом пространстве, выяснили ученые из Физического института имени П.Н. Лебедева РАН (ФИАН) вместе с коллегами из США. Это еще один аргумент в пользу гипотезы, что органические молекулы, необходимые для зарождения жизни, широко распространены во Вселенной, а значит живые организмы могут возникнуть во многих уголках космоса. Статья о результатах эксперимента опубликована в журнале Nature Communications.

«Сто лет назад и даже меньше мы считали космос безжизненным, думали, что в космическом пространстве есть только атомы и простые молекулы: вода, углекислый газ, кремниевая или углеродная пыль. Все это находится в экстремальных условиях: жуткий холод и губительное космическое излучение или, наоборот, высокие температуры и давления в недрах Звезд и их окружениях. Казалось, что в таких условиях нет условий для появления сложных органических молекул, а жизнь может зародиться только в “тихой гавани”, в узкой зоне обитаемости, в которую попала Земля. Однако теперь мы знаем, что во Вселенной есть множество сложных органических соединений — первых “кирпичиков” органической жизни, которые способны дать старт развитию жизни во многих уголках там, где есть условия для его развития и поддержания», — говорит соавтор исследования доктор физико-математических наук Валерий Азязов, заместитель руководителя Центра лабораторной астрофизики ФИАН.

Чтобы выяснить возможные пути появления органики в космосе, в ФИАНе на средства мегагранта Минобрнауки РФ был создан Центр лабораторной астрофизики под руководством профессора Гавайского университета в Маноа Ральфа Кайзера.

В числе задач центра был поиск путей синтеза полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) — так называют класс соединений, в структуре которых есть спаянные бензольные кольца. Простейший ПАУ – бензол – содержит только одно такое кольцо.

Интерес к синтезу этих соединений первоначально был вызван тем, что ПАУ в большинстве являются канцерогенами, то есть провоцируют рак. Впервые на них обратили внимание из-за карциномы трубочистов, которую провоцировала сажа, представляющая собой смесь разнородных ПАУ.

В земных условиях ПАУ синтезируются при высокой температуре, например, при горении топлива в камерах сгорания двигателей или во время пожаров. Однако этих веществ много и в космосе: оценки показывают, что около 20 процентов углерода во Вселенной находится в составе ПАУ. Ученые обнаруживают их, анализируя спектры инфракрасного излучения от относительно холодных объектов — молекулярно-пылевых облаков и туманностей, где идут процессы звездообразования. Кроме того, ПАУ были обнаружены на комете Чурюмова-Герасименко с помощью космической станции «Розетта». Эти же соединения обнаруживают в составе метеоритов с большим содержанием углерода — хондритов.

Реакций образования ПАУ множество. Ученые шаг за шагом раскрывают реакционные пути их образования с использованием сложных квантово-механических моделей и проводят эксперименты в условиях максимально приближенных к условиям глубокого космоса. Радикально-радикальные реакции — это реакции с участием радикалов, которые образуются в результате разрыва химической связи молекул за счет высокой температуры, излучения, облучения и так далее. Например, при горении первичные радикалы образуются за счет высокой температуры.

В глубоком космосе же, наоборот, крайне низкие температуры. Поэтому ученые предполагают, что там радикалы образуются за счет воздействия галактических космических лучей. Высокоэнергетические частицы на пути своего распространения образуют во льду узкий след, в котором одномоментно зарождаются сотни и тысячи возбужденных молекул, атомов, ионов, осколки молекул и вторичные электроны. Все они начинают реагировать как между собой, так и с окружением, образуя различные продукты, в том числе сложные органические молекулы.

Ученые ФИАН со своими коллегами из США провели квантово-химические вычисления и эксперимент, в котором сталкивали между собой бензильные радикалы в лабораторных условиях. В продуктах реакций они выделили ПАУ, которые образовались в результате радикально-радикальной реакции.

«Число реакций, задействованных в образовании ПАУ, достаточно велико и сейчас изучена только незначительная часть из них — только самые простые. Реакция, которую мы изучили, интересна тем, что в ней участвуют два больших циклических бензильных радикала, в продуктах которых экспериментально обнаружено трициклическое соединение антрацен (C₁₄H₁₀). Ранее его образование не объяснялось другими механизмами реакций. В работе предложен новый, ранее неизвестный путь образования молекулы антрацена через динамику возбужденного состояния на триплетной поверхности посредством циклоприсоединения, который представляет собой фундаментальный сдвиг в современной парадигме синтеза многокольцевых структур в газовой фазе, расширяя наше понимание происхождения и эволюции углеродистого вещества во Вселенной», — рассказывает Валерий Азязов.

Химическая модель Вселенной далека от завершения. Имеющиеся базы по физико-химическим константам процессов в космосе требуют заполнения их детальными механизмами реакций. Над этим будет работать не одно поколение ученых, прежде чем мы будем достаточно точно объяснять и предсказывать химическую эволюцию Вселенной.

Автор: Николай Подорванюк

https://indicator.ru/chemistry-and-materials/fiziki-vyyasnili-kak-slozhnye-organicheskie-molekuly-mogut-obrazovyvatsya-v-kosmose-29-03-2022.htm

Российские и американские физики раскрыли механизм, позволяющий сложным непредельным ароматическим углеводородам формироваться при почти полном отсутствии света и тепла в пустоте межзвездного пространства. Это свидетельствует в пользу гипотезы об образовании "кирпичиков жизни" в космосе, сообщила во вторник пресс-служба Физического института РАН (ФИАН).

"Сто лет назад мы считали космос безжизненным пространством и думали, что в нем есть только атомы и простые молекулы. Теперь мы знаем, что во Вселенной есть множество сложных органических соединений, первых "кирпичиков жизни", которые способны дать старт развитию жизни там, где есть подходящие для этого условия", - заявил заместитель руководителя Центра лабораторной астрофизики ФИАН Валерий Азязов, чьи слова приводит пресс-служба института.

До недавнего времени астрономы предполагали, что органические соединения крайне редко встречаются в Галактике и во Вселенной в целом. Когда ученые впервые детально изучили "зародыши" звезд и облака межзвездного газа, они обнаружили, что это не так. Оказалось, что они содержат в себе огромные количества простейших углеводородов, спиртов, сахаров и аминокислот. Их следы были позже найдены даже в очень далеких от нас галактиках.

Азязов и его коллеги заинтересовались тем, как возникают в пустоте космоса сложные органические соединения из класса полициклических ароматических углеводородов. Их молекулы были обнаружены в материи кометы Чурюмова-Герасименко, а также в множестве холодных облаков газа, что заставило ученых задуматься о том, как могли формироваться эти вещества, синтезируемые на Земле при высоких температурах.

Формирование "кирпичиков жизни"

Свои усилия физики сосредоточили на молекулах антрацена, состоящих из 14 атомов углерода и десяти атомов водорода, объединенных в три соединенных друг с другом кольца. Как предполагают ученые, антрацен возникает в космосе в больших количествах в результате слияния двух молекул бензил-радикалов, состоящих из семи атомов углерода и водорода, однако точные механизмы их превращения в антрацен до настоящего времени были не известны ученым.

Российские и зарубежные физики детально просчитали поведение данных веществ на квантовом уровне и провели серию экспериментов с этими веществами. Это позволило им выделить сложную цепочку реакций с участием двух молекул бензил-радикала, которая приводит к появлению антрацена даже при низких температурах окружающей среды и при минимальном облучении участвующих в реакции молекул.

Подобные реакции, как отмечают Азязов и его коллеги, раньше не предсказывались и не изучались их коллегами-химиками, так как ученые не считали, что бензил-радикал может вступать во взаимодействия, которые приводят к реорганизации фактически всей его молекулы. Опыты и расчеты российских и зарубежных исследователей показали, что подобные реакции происходят на практике, что объясняет существование больших количеств антрацена в космосе.

Эти же реакции, как предполагают ученые, можно использовать и на Земле, для упрощения и удешевления производства различных органических химикатов на базе ароматических углеводородов, широко используемых при производстве красителей, пластмасс и других важных расходных материалов.

https://nauka.tass.ru/nauka/14215401