СМИ о нас

В Физическом институте им. П.Н. Лебедева РАН состоялось заседание Учёного совета ФИАН и ИОФ РАН совместно с научной сессией Отделения физических наук РАН и Отделения нанотехнологий РАН, посвященное 100-летию со дня рождения нобелевского лауреата, академика Николая Геннадиевича Басова. Основные темы, которые обсуждали известные ученые-физики, члены РАН, сотрудники ФИАН: роль Басова в работах по созданию и развитию лазерных технологий, от первых мазеров к оптическим стандартам чистоты, мощные инжекционные лазеры ближнего ИК спектра, лазерная обработка материалов и многое другое.

Заседание прошло 28 ноября 2022 г. в конференц-зале, который был отреставрирован менее, чем за 6 месяцев службами ФИАН к 100-летию со дня рождения академика Н.Г. Басова. В программу мероприятия вошли 10 докладов, посвященных созданию и развитию лазерных технологий. Научную сессию открыли директор ФИАН Н.Н. Колачевский, академик-секретарь Отделения физических наук РАН В.В. Кведер, член секции НТ Отделения нанотехнологий и информационных технологий РАН А.П. Шкуринов, директор ИОФ РАН С.В. Гарнов.

Доклады на совместном заседании представили специалисты в области лазерной оптики и квантовой радиофизики: главный научный сотрудник ФИАН И.Г. Зубарев, директор ФИАН Н.Н. Колачевский, заведующий лабораторией ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН Н.А. Пихтин, заведующий Отделом светоиндуцированных поверхностных ЦЕНИ ИОФ РАН В.И. Конов, главный научный сотрудник ФИАН С.Ю. Гуськов, научный руководитель ООО «НПП Инжект», главный конструктор ООО «Лассард» Г.Т. Микаелян, ведущий научный сотрудник ФИЦ «Институт прикладной физики РАН» М.В. Стародубцев, генеральный директор НТО «ИРЭ Полюс» Н.Н. Евтихиев, заведующий Лабораторией поверхностных явлений ИОФ РАН К.Н. Ельцов, ведущий научный сотрудник Лаборатории газовых лазеров ФИАН В.Д. Зворыкин.

Говоря о Н.Г. Басове, И.Г. Зубарев отметил, что это был человек исключительно многогранный, устремленный в будущее, что проявлялось в его идеях, которые он выдвигал, в его работах: «Это часто выглядело фантастикой, хотя жизнь потом подтверждала реальность его идей – это фантастическое научное предвидение». 

В 2022 г. появятся несколько печатных изданий к юбилею нобелевского лауреата. В.М. Березанская представила книгу-альбом «Николай Геннадьевич Басов. К 100-летию со дня рождения». А главный научный сотрудник Отделения квантовой радиофизики им. Н.Г. Басова И.Н. Компанец подготовил книгу «Н.Г. Басов и исследования по квантовой радиофизике в Физическом институте им. П.Н. Лебедева (ФИАН)». Кроме того, на заседании был анонсирован фильм «Прометей лазерной эры» Леонида Иоффе.

Благодаря Николаю Геннадиевичу в 1954 г. был создан первый квантовый генератор на пучке молекул аммиака. В 1964 г. Н.Г. Басов совместно со своим соавтором А.М. Прохоровым и американским ученым Ч. Таунсом получил Нобелевскую премию по физике за «фундаментальные работы в области квантовой электроники, которые привели к созданию генераторов и усилителей на лазерно-мазерном принципе».

Источник: Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН

https://new.ras.ru/activities/news/v-fian-proshli-basovskie-chteniya/

Астрофизики проанализировали общедоступные данные нейтринной обсерватории IceCube, расположенной в Антарктиде. Оказалось, что значительная часть потока высокоэнергетических нейтрино, регистрируемых телескопом, имеет галактическое происхождение, то есть рождена в Млечном Пути. Об открытии рассказала пресс-служба МФТИ.

Физиков из Института ядерных исследований РАН (ИЯИ РАН), Физического института РАН (ФИАН), Московского физико-технического института (МФТИ) и Института радиоастрономии Общества Макса Планка (MPIfR, Германия) привлекло нейтринное излучение Млечного Пути. Нейтрино — это уникальная элементарная частица, которая без препятствий проходит через материю, практически не взаимодействуя с ней. Сравнительно недавно начали работать нейтринные телескопы, которым удалось найти нейтрино высоких энергий, приходящие из космоса. Американский IceCube, российский Байкальский нейтринный телескоп (известный также как проект Baikal-GVD), европейский KM3NeT — вот три нейтринных телескопа, данные которых анализируют физики всего мира. Но они до сих пор не видели излучения нашей родной Галактики. Хотя теоретики были уверены, что звезды с огромными магнитными полями, как и прилетающие космические лучи, в состоянии родить нейтрино.

Член-корреспондент РАН Сергей Троицкий из ИЯИ рассказывает: «Не так давно установка "Ковер-2" (расположенная в Баксанской нейтринной обсерватории ИЯИ РАН) обнаружила вспышку галактического источника одновременно с приходом нейтрино высокой энергии, зарегистрированным IceCube. Это было первым свидетельством того, что нейтрино в галактических источниках действительно рождаются. Но одно нейтрино — не доказательство. Может быть просто совпадением».

Цветом показано небо в гамма-лучах, ярко прослеживается плоскость Галактики. Направления прихода нейтрино показаны белыми кружками. Центр Галактики (‘GC’) отмечен звездочкой. Российский нейтринный телескоп Байкал-GVD чувствителен к этой области неба и сможет поймать оттуда нейтрино

В новой статье группа ученых пишет, что им удалось обнаружить галактическое излучение нейтрино. Кандидат наук Александр Плавин из ФИАН описывает методику анализа: «Мы задались вопросом, приходит ли на Землю больше нейтрино от плоскости Галактики, чем с других направлений? Аккуратно собрали все случаи регистрации высокоэнергетических нейтрино за десять лет наблюдений и увидели в них Млечный Путь. Уровень достоверности — 99,996 %, достаточно редко встречающийся в нейтринной астрофизике, где много неопределенностей и пока всё еще мало качественных данных».

Это фундаментальное открытие, с одной стороны, было давно ожидаемым, а с другой — принесло новые вопросы. Нейтрино хотя и концентрируются в галактической плоскости, но не в узкой полосе: ширина нейтринного Млечного Пути оказалась как две длины ковша Большой Медведицы. Возможно, это указывает на то, что значительная часть нейтрино рождается не просто в нашей Галактике, а в ближайшей ее области. С этим еще предстоит разбираться.

Член-корреспондент РАН Юрий Ковалёв (ФИАН И МФТИ) заключает: «Новые, более современные нейтринные эксперименты в Северном полушарии — Baikal-GVD и KM3NeT — в скором времени дадут возможность провести аналогичный анализ с их данными и более подробно изучить область галактического центра. Нейтринные телескопы регистрируют элементарные частицы "из-под своих ног", там и находится центр Галактики для нас, северян. А пока, ориентируясь на данные IceCube и Baikal-GVD, мы с уверенностью можем говорить, что нейтринное небо не такое простое — большой вклад в поток астрофизических нейтрино вносят источники совершенно разных классов, как галактические, так и внегалактические».

https://polit.ru/news/2022/12/01/ps_neutrino/

Одноимпульсный, или ультрафлеш-режим, — это вариант радиотерапии, при котором сверхмощный поток протонов разрушает опухоль за миллионные доли секунды, практически не повреждая окружающие ткани. Эту медицинскую технологию российские физики разработали в Институте ядерных исследований РАН в Троицке, где еще с советских времен действует самый мощный в Евразии линейный ускоритель протонов, пишет РИА Новости.

Традиционные методы лучевой терапии, в которых используют пучки фотонов, обладают одним существенным недостатком: они повреждают не только раковые клетки, но и здоровые ткани. Чтобы снизить побочные эффекты, приходится ограничивать мощность излучения, увеличивать количество сеансов и длительность курса. И чем глубже опухоль, тем труднее ее разрушить.

— Наиболее перспективным считается метод протонной терапии. Он позволяет точно нацеливаться на опухоль и уничтожать ее при любой глубине локализации, нанося минимальный урон окружающим тканям. Особенность протонного излучения в том, что основная энергия потока высвобождается на последних миллиметрах пробега частиц — в так называемой точке Брэгга, — считают ученые.

Врач-радиолог проводит расчет и настраивает прибор так, чтобы воздействие пучка приходилось исключительно на опухоль, повторяя ее очертания с точностью до миллиметра. Таким образом, разрушаются только раковые клетки, а окружающие здоровые ткани практически не подвергаются воздействию. Эта методика эффективна при лечении самых сложных злокачественных новообразований — предстательной железы, мозга, глаза, а также рака у детей.

Кривые распространения в среде разных видов излучения и пик Брэгга

В Советском Союзе терапевтический протонный пучок с энергией до 200 мегаэлектронвольт впервые получили в 1967-м на синхроциклотроне Объединенного института ядерных исследований в Дубне. С 1969-го для лечения онкологических больных использовали протонный синхротрон Института теоретической и экспериментальной физики в Москве, а с начала 1970-х — Ленинградского института ядерной физики в Гатчине.

Долгие годы главным препятствием для широкомасштабного использования протонов при лечении рака были размер и стоимость необходимого циклотронного оборудования. Лишь 25 лет назад первые центры протонной терапии появились в США, Германии и Японии. Сейчас в мире их уже около сотни. И хотя лечение в них остается очень дорогим, результаты говорят сами за себя: рак простаты этим методом вылечивают у 97 процентов пациентов, опухоли головного мозга — у 90 процентов.

В России не было клинических центров лучевой терапии. Действовали только экспериментальные (при научных институтах), которые принимали пациентов от случая к случаю. Первый коммерческий центр протонной терапии Медицинского института Березина Сергея (МИБС) открыли в Санкт-Петербурге в 2017 году. Затем такой центр появился в Москве. А в сентябре 2019-го первых пациентов принял Федеральный высокотехнологичный центр медицинской радиологии Федерального медико-биологического агентства в Димитровграде Ульяновской области.

— Это единственный в России и самый крупный в Европе комплекс ядерной медицины замкнутого цикла, где представлены все существующие сегодня методы диагностики и лечения. Его построили в рамках государственной программы «Создание федеральных центров медицинских радиологических технологий». В него входят центр протонной терапии, центр позитронно-эмиссионной томографии, консультативная поликлиника, радиологический корпус, корпус радионуклидной терапии и стационар на 312 коек. Госкорпорация «Ростех» планирует в ближайшие годы в рамках госпрограммы построить такие центры во Владивостоке, Москве, Новосибирске и Калужской области.

Параллельно российские ядерщики работают над усовершенствованием технологий лучевой терапии. В частности, в ИЯИ РАН в Троицке, располагающем самым мощным в Евразии линейным ускорителем протонов, уже несколько лет изучают возможности флеш-терапии — инновационного метода, при котором всю необходимую дозу облучения подводят к опухоли за один сверхкороткий сеанс в доли секунды, а не за 20-30 сеансов по несколько минут, как обычно.

Ускоритель протонов Института ядерных исследований РАН

Впервые флеш-эффект, при котором опухолевые клетки погибают, а нормальные повреждаются в два раза меньше, описали в 2014-м французские ученые. Сейчас этот метод проходит клинические испытания в США на медицинском циклотроне Varian, который дает мощность дозы 70 грей в секунду.

Используя уникальные возможности своего ускорителя, в ИЯИ РАН решили проверить, что будет, если еще больше увеличить интенсивность потока протонов, создав так называемый ультрафлеш-режим, когда весь курс облучения укладывается в один короткий импульс.

— Наш ускоритель отличается от других чрезвычайно высокой интенсивностью пучка протонов, — объясняет заведующий лабораторией медицинской физики института Сергей Акулиничев. — В одном импульсе, который длится сто микросекунд, он выдает 1013 протонов. Такой интенсивности нет ни у одного ускорителя в мире. Этого количества достаточно, чтобы провести полное лечение.

Для сравнения: при обычном режиме необходимую дозу подводят к опухоли за десять-пятнадцать секунд, а при флеш-режиме — за полсекунды. Ученые проверили на живых клетках все три режима, и оказалось, что ультрафлеш-режим значительно эффективнее двух остальных. Под эффективностью в данном случае понимают избирательность воздействия — отношение раковых к нормальным среди всех поврежденных облучением клеток.

Заведующий лабораторией медицинской физики ИЯИ РАН Сергей Акулиничев

— Сейчас ультрафлеш-режим на протонном ускорителе доступен только в одном месте в мире: в нашем институте, — рассказывает Акулиничев. — Многие существующие медицинские ускорители можно адаптировать к флеш-режиму, подняв мощность дозы до ста грей в секунду. Но на нашем ускорителе она достигает миллиона. Когда он строился, такая высокая мощность была необходима для изучения фундаментальной физики и решения некоторых прикладных задач, но для медицинских исследований мы ее долгое время искусственно занижали. А потом оказалось, что при борьбе с раком это преимущество.

Пока ученые получили подтверждение эффективности нового метода на клетках. Впереди эксперименты на животных. Только после этого можно будет приступить к клиническим исследованиям на людях. Если преимущества одноимпульсного режима докажут, производители медицинского оборудования через несколько лет смогут приступить к выпуску ускорителей с высоким импульсным током протонов, способных разрушать опухоль за доли секунды, практически не повреждая окружающие ткани.

По разным оценкам, потребность в протонной терапии в России составляет сейчас от 35 до 100 тысяч человек в год. Чтобы ее покрыть, нужно, чтобы в медицинских центрах страны работало от 40 до 60 установок. Пока все четыре введенных в строй центра работают на импортном оборудовании. В то же время в России с 2017-го производят отечественный комплекс протонной терапии «Прометеус».

Эту уникальную установку изобрел российский ученый, научный руководитель Физико-технического центра ФИАН в Протвино Владимир Балакин. У нее низкое энергопотребление, она не требует никакой специальной защиты и собрана полностью из отечественных элементов. Один экземпляр уже используют в Медицинском радиологическом научном центре имени А. Ф. Цыба в Обнинске, другой — в Физико-техническом центре в Протвино. Целую партию установок заказали зарубежные научные организации.

Потребность есть и внутри страны, но, чтобы экспериментальный комплекс «Прометеус» стал полноценным медицинским изделием, нужно решить организационные, экономические и технологические вопросы. И конечно, преодолеть недоверие к отечественным разработкам, говорят ученые.

https://gubdaily.ru/news/uchenye-nashli-sposob-izlecheniya-ot-raka-za-neskolko-sekund/