На вопрос «Ъ» о влиянии премии «Вызов» на развитие квантового компьютинга и науку в целом Илья Семериков ответил так: «Я надеюсь, что премия “Вызов” сможет не только дополнительно выделить направление квантовых вычислений, но и в целом сделает науку более привлекательной как для молодежи, так и для общества в целом, сможет поднять престиж профессии ученого в России».
СМИ о нас
| 15.02.24 | 14.02.2024 ТроицкИнформ. Время неравнодушных |
Каждый год в начале февраля троицкие учёные, педагоги, спорт-смены, бизнесмены, люди творчества и общественные активисты собираются в ДШИ им. Глинки, чтобы узнать, кто на этот раз достоин главной городской награды – статуэтки «Человек года». Нынешняя церемония – юбилейная, 15-я по счёту. А рядом есть юбилей куда более солидный: 300 лет назад, 8 февраля 1724 года своим указом Пётр I учредил Академию наук. В 1999-м, 25 лет назад, Борис Ельцин постановил считать эту дату официальным праздником – Днём российской науки. В честь юбилея Академии лучшие умы оте-
чества собрались на торжестве в Кремле. А днём позже в Троицке прошёл свой праздник… У микрофона был бессменный ведущий этого шоу Андрей Воробьев, а вот напарница у него новая – вокалистка Анна Малкова. Поздравить город приехали официальные лица: заместитель президента РАН, член-корреспондент РАН Владимир Иванов, зампрефекта ТиНАО Игорь Окунев и столичный депутат Валерий Головченко, а также наши легендарные земляки и соседи, такие как почётный президент РФС Вячеслав Колосков.
В первую очередь на церемонии чествуют людей науки. «Мы были Академгородком, стали наукоградом и достойно несём это звание благодаря нашим учёным и нашим институтам, – отметил Владимир Дудочкин. – Поздравляем и желаем новых достижений на благо российской науки и всей нашей страны». Учёные воодушевлены вчерашним выступлением президента РФ на праздновании 300-летия РАН. «Складывается впечатление, что эпоха недооценки Академии закончилась. Был существенно расширен круг её задач и возможностей, – заметил зампрезидента РАН Владимир Иванов. – Мы надеемся, что это – только начало. Нас ждут большие дела!»
Научная десятка
Каждый год администрация Троицка по представлению городских НИИ отмечает за особые достижения видных учёных. Здесь и молодые кадры, и ветераны своего дела. На этот раз в «научной десятке»: Татьяна Гордеева (ТИСНУМ), Ирина Попова (ЦГЭМИ ИФЗ РАН), Надежда Сергеенко (ИЗМИРАН), Иван Еремчев (ИСАН), Денис Саламатин (ИФВД), Александр Семиренченков (ЦФП ИОФ РАН), Равиль Садыков (ИЯИ), Юрий Коростелин (ТОП ФИАН), Вячеслав Жигарьков (ИФТ), Игорь Евдокимов (ТРИНИТИ).
Наука
Павел Мелентьев – доктор физ.-мат. наук, завлабораторией ИСАН, впервые в России реализовавший оптический метод одномолекулярного секвенирования ДНК.
«Задача оказалась сравнима с полётом человека в космос. Помню – сижу в машине, лето, июль, жаркий вечер, звонок от директора НПК «Синтол»: «Хотим предложить создавать секвенаторы». «Это же генетика, мы к ней не имеем никакого отношения!» – отвечал я. Но он убедил, что потенциал, который есть у нас в лаборатории, принципиально важен именно для создания одномолекулярного секвенатора. Нам удалось в сжатые сроки, два года и три месяца, сделать то, что в мире умеют только американцы, за счёт доступа к супервысоким технологиям, а мы нашли альтернативный подход с помощью русской смекалки. В проекте участвовало больше сотни человек из разных организаций, процентов 70 – молодёжь. То, что сделал ИСАН, – развитие оптических технологий, основанных во многом на достижениях Виктора Балыкина и Романа Персонова по детектированию одиночных атомов и молекул. Нам очень помогают советы Виктора Ивановича, рекомендации, само его присутствие».
Молодой учёный
Александр Мефодьев – кандидат физ.-мат. наук, научный сотрудник ИЯИ РАН. Участник разработки 3D-детектора нейтрино «СуперFGD» для экспериментов T2K и «ГиперКамиоканде» (Япония).
«Любые фундаментальные эксперименты сейчас требуют огромного количество вложений и усилий со всего мира. В них собираются понемногу отовсюду эксперты в своих областях. Наша часть –
сцинтилляционные детекторы, а есть специалисты, которые работают с электроникой, знают, как считывать сигналы, как установку откалибровать. Разработчики электроники находятся в Швейцарии, получать нейтринный пучок помогают экспериментальные установки в Японии, каждый делает по чуть-чуть, а вместе мы получаем результат для всего человечества. Мечтаю, чтобы люди вышли за пределы Земли и продолжили жизнь на других планетах. А мы делаем маленькие шаги… В марте снова поеду в Японию. Работать легко везде. Главное, чтобы были задачи – а интересные задачи позволяют придумывать интересные решения».
Инновации
Владимир Усиков, гендиректор компании «Новиком», разрабатывающей оборудование для радиосвязи.
«Награждения не ожидал от слова совсем! Мы делаем хорошее, важное дело для крупных компаний, госкорпораций, но то, что нас заметят в Троицке, стало
сюрпризом.
Фирме 12 лет, в ней всего 17 сотрудников, но среди подрядных организаций – 15-16 компаний со всей России. В Троицк переехали только в прошлом феврале, до этого располагались в бизнес-парке «Румянцево». Надо было расширяться, начали искать, что есть рядом, и остановились на ФИАНе. Приехал сюда весной, очень здесь понравилось… «Может, переедем?»
Мы очень благодарны руководству института – к нам приводят студентов, помогают популяризировать это направление. Будем вовлекать молодёжь в наши разработки и производство, планируем активно работать и со школами, ведь, считаю, в радиоэлектронике надо начинать с раннего возраста».
Образование
Неля Сушкова – учитель русского языка и литературы Гимназии им. Н.В. Пушкова.
«Захожу в школу, и мне хочется каждому улыбнуться, с каждым поговорить, обнять.
И в ответ все ко мне тянутся. Когда есть такое взаимопонимание, когда всем сердцем любишь тех, с кем работаешь, – это и есть самое главное. Школа должна затягивать, очень важно по-настоящему любить детей. Мне часто предлагали поменять профессию, а я не могла оторваться от школы! Это, наверное, и называется призвание. Мне нужен класс, литература, ученики. И я должна с ними разговаривать – это и есть моя жизнь! Мои дети сдают ЕГЭ по литературе каждый год. И на уроках, когда я читаю вслух того же Достоевского, Шолохова, Пастернака, у меня тишина. Мы часто дискутируем, дети берут книги домой, читают. Для меня сегодняшняя награда – это доверие. Всех моих выпускников, их родителей, городской общественности. Мне доверили своих детей и высоко оценили мой труд».
Культура
Александр Жаров – преподаватель по классу духовых инструментов Троицкой ДШИ им. М.И. Глинки.
«Я считаю, что это заслуженная и очень конкретная оценка моего труда за все годы учительства. Когда меня принимал на работу наш первый директор Александр Афанасьевич Ижмяков, я его слова запомнил навсегда. «Запомни: ребятам у тебя на уроках должно быть интересно, – напутствовал он. – Будет интересно, появятся результаты, и тебе будут все аплодировать. А не будет –
дети всё бросят, убегут, и ты уйдёшь со сцены под стук собственных каблуков». Это и есть самое главное – увлечь, учить так, чтобы детям было интересно, весело и хорошо. И тогда они с удовольствием будут ходить на занятия. Ну и терпение, конечно. Без этого в нашей профессии никак».
Город и общество
Награду поделили АНО «Троицкий гуманитарный центр» и Волонтёрское движение «ZVеробой Троицк».
«Очень важно в нашей волонтёрской работе терпение», – говорит Анна Лотова. «Большое значение имеет наш коллектив, который горит, живёт одной идей, бесконечно любит свою Родину, –
добавляет Татьяна Шмакова. – Это люди с большим сердцем и открытой душой, которые готовы прийти на помощь любому, тем более в тяжёлые времена». «Когда-то и нам может понадобиться помощь, и так же кто-то придёт и поддержит в трудную минуту», –
считает Александра Храмцова. «Очень важно наше единство, – подчёркивает Алексей Титов. – Те, кто организует сбор помощи, и те, кто помогает, – все едины. Эта синергия и даёт результат». «Ключевое в нашей деятельности – неравнодушие, – говорит Владимир Талавринов. – А также персональная ответственность каждого человека за общее дело». «Наше волонтёрство – это и милосердие, и патриотизм, – добавляет Елена Храмцова. – Мы помогаем сыновьям нашей страны. Мы рядом с ними, любим их. Чужих среди них нет, все они – наши родные и близкие люди».
Городская среда
Кирилл Ильин – гендиректор ГНЦ РФ ТРИНИТИ, один из организаторов всероссийских студенческих стройотрядов «Мирный атом – ТРИНИТИ».
«Строители – это счастливые люди. Каждый день, приходя на работу, они видят, что сделали до этого и какую пользу они приносят. Я тоже люблю обходить нашу большую стройку и смотреть, как растут стены, как формируется новый облик института. Эта награда –
всему нашему коллективу, который работает над созданием новой мегаустановки мирового уровня, и ребятам, которые приехали и «зажгли», сделали невозможное. Подрядчик говорил нам: «Подождите, я не успеваю вам привозить строительные материалы!»
Мы прошли трудный путь, чтобы этот проект начал реализовываться. Коллеги размышляли, нужны ли студенты для помощи в стройке, всё-таки слишком большая ответственность. А я сказал, что это надо, потому что они принесут столько мотивации! И мы на самом деле не хотели их отпускать прошлым летом и очень рады, что они приехали снова».
Физкультура и спорт
Владимир Шатохин – тренер-преподаватель ДЮСШ-2, специалист по адаптивной физической культуре, мастер спорта России. Входит в тренерский состав молодёжной паралимпийской сборной Москвы и России.
«Я волновался перед тем, как огласили результаты, почти как на финале соревнований. Эта награда – признание заслуг и как спортсмена, и как тренера. Но за своих воспитанников, спортсменов я радуюсь больше. В этом году собирался завершить карьеру, но получилось иначе – стал чемпионом России.
Узнал, что пошёл в тройку премии «Человек года», когда был на первенстве России в Новосибирске. Все претенденты очень достойные, и если бы назвали другую фамилию, я бы не расстроился: в тройку попасть – уже большое дело. Планы на будущее я строю в большей степени не как спортсмен, а как тренер. Я соревнуюсь со своими же учениками, вместе выходим в финал и там рубимся, никто никому поблажки не даёт! И в последнее время всё чаще меня обыгрывают. И я этому очень рад!»
Спецноминация-1
Антон Попов – руководитель и дирижёр Троицкого камерного хора.
«Мы сегодня настраивались просто спеть, порадовать людей, а оказалось, что получили специальный, очень ценный для нас приз. Это очень приятно, радостно и почётно для всего нашего коллектива и для меня лично. Меня переполняет чувство благодарности. Есть правило, известное каждому дирижёру: если хор поёт хорошо, то это хороший хор, если хор поёт плохо, то это плохой дирижёр. И поэтому эта награда – общая, она принадлежит всем нашим певцам, которые горят делом, горят хоровым искусством».
Спецноминация-2
Валерий Головченко, депутат Мосгордумы. Организатор проекта «Форест файв» и массового забега в честь Дня города Троицка.
«В мае, в День города, пробежало 200 человек, – напомнил Валерий Головченко. – Это было грандиозное событие, безумно рад, что нас отметили, спасибо главе Троицка и тем, кто нас поддерживает с самого начала: тренеру базы «Лесная» Светлане Дударь, директору базы Андрею Терёхину, приютившему всю нашу компанию, и Павлу Соколову, который присоединился к сообществу с самого первого дня, всегда помогает в участии, в том числе сам организовывает беговые субботы.
Сегодняшняя награда принадлежит всему коллективу «Форест файв».
На праздничной сцене
«Время вперёд» – так назывался новый номер Ансамбля танца Галины Голеневой, открывший церемонию. Дальше в программе – бард Максим Пушков с «Песней о Троицке» (на мотив «Hallelujah» Леонарда Коэна), хореографический ансамбль «Фаворит», певица Елена Коковкина из студии «Нон-стоп» вместе с гимнастками из «Кванта», ансамбль инструменталистов ДШИ им. Глинки с самбой «Тико-тико», Троицкий камерный хор с Маленькой джазовой мессой Боба Чилкотта. Яркую точку в программе поставила певица Василиса Прекрасная: вместе с Троицким джаз-оркестром
им. Виктора Герасимова она спела «A Tisket A Tasket».
| 15.02.24 | 13.02.2024 Коммерсант. Научные звезды первой величины |
Лауреаты премии «Вызов» дали интервью «Ъ»
Стать лауреатом Национальной премии в области будущих технологий «Вызов» почетно. Особенно почетно стать первыми лауреатами этой уникальной российской научной премии. «Ъ» следил за всеми этапами премии с момента ее учреждения. Теперь, когда имена первых четырех лауреатов прозвучали на всю страну, наш корреспондент встретился с ними. Илья Семериков, Гамлет Ходжибагиян, Рауль Гайнетдинов, Павлос Лагудакис рассказали о своих будущих работах, поделились мыслями о премии, дали советы молодым людям, желающим заниматься наукой. Учредителем премии является фонд развития научно-культурных связей «Вызов» совместно с Газпромбанком при поддержке правительства Москвы. Генеральным партнером премии выступает госкорпорация «Росатом».
«Перспектива» квантовых компьютеров
Илья Семериков
Фото: Фотобанк Фонда «Вызов»
Кандидат физико-математических наук, научный сотрудник Физического института им. П.Н. Лебедева РАН (ФИАН), заместитель руководителя научной группы в Российском квантовом центре (РКЦ) Илья Семериков стал лауреатом премии «Вызов» в номинации «Перспектива» за разработку технологии ионного квантового процессора с использованием многоуровневых квантовых ячеек памяти — кудитов.
Ультрахолодными ионами Илья Семериков занимается с 2014 года. Первоначально основное направление его работы было связано с оптическими стандартами частоты на ультрахолодных ионах. В 2019 году научная группа, в которой он работает, начала заниматься использованием ультрахолодных ионов для квантовых вычислений.
«На этот год у нас запланирована реализация нескольких новых квантовых алгоритмов, запуск ловушек на чипе для масштабирования ионных квантовых вычислений, создание новой установки для исследования фундаментальных основ квантовых вычислений на ионах, модернизация нашего квантового компьютера для достижения большей мощности,— рассказал «Ъ» Илья Семериков.— На сегодняшний день уже существует универсальный квантовый компьютер мощностью 20 кубит с облачным доступом. Мы видим два возможных направления дальнейшего развития. Мы можем пойти в сторону увеличения числа кубит — тогда к концу 2024 года у нас будет квантовый компьютер мощностью 50 кубит. Или нашей первоочередной задачей может стать увеличение достоверности операций. Для создания более мощного компьютера важны оба направления».
В квантовых компьютерах мощностью от 100 кубит нужно использовать не трехмерные ловушки Пауля, как в менее мощных компьютерах, а планарные ловушки (ловушки на чипе). Опытная партия таких ловушек по разработанному в РКЦ дизайну была изготовлена в Московском институте электронной техники (МИЭТ).
Молодым людям, выпускникам школ, интересующимся квантовым компьютингом, Илья Семериков рекомендует начать изучение темы с чтения статей и обзоров, найденных через поисковую систему Google Scholar по ключевым словам «quantum computation», и с книги Скотта Ааронсона «Квантовые вычисления со времен Демокрита». «На первых порах многое будет непонятно, зато появятся вопросы, станет яснее, что нужно изучать, чтобы дальше продвигаться в этой области»,— говорит Илья Семериков.
«Инженерное решение» по высокотемпературной сверхпроводимости
Гамлет Ходжибагиян
Фото: Фотобанк Фонда «Вызов»
Заместитель директора по научной работе Лаборатории физики высоких энергий Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ), кандидат технических наук Гамлет Ходжибагиян стал лауреатом премии «Вызов» в номинации «Инженерное решение» — за разработку магнитов на основе высокотемпературного сверхпроводящего материала для сверхмощных хранилищ электроэнергии и исследований новой физики.
Магнитами для ускорителей заряженных частиц Гамлет Ходжибагиян занимается с 1973 года. Он занимался разработкой магнитов для синхротрона «Нуклотрон» — сверхпроводящего ускорителя ядер в Лаборатории физики высоких энергий (ЛФВЭ) ОИЯИ, который был запущен в эксплуатацию в 1993 году. Дальше была разработка магнитов типа «Нуклотрон» для ускорителя SIS 100 в Дармштадте и для создаваемого на базе ОИЯИ коллайдера NICA (Nuclotron-based Ion Collider fAcility). В рамках проекта NICA была разработана концепция новой магнитной системы для обновленного синхротрона, «Нового нуклотрона». Систему предлагается сделать из ВТСП-материалов (ВТСП — высокотемпературная сверхпроводимость).
План будущих работ у Гамлета Ходжибагияна расписан по годам. 2024 год — участие в подготовке и проведении пусконаладочных работ магнитной системы коллайдера тяжелых ионов и легких поляризованных ядер NICA; завершение изготовления накопителя энергии NICA. 2025 год — запуск в эксплуатацию сверхпроводящего протонного циклотрона МСЦ-230. 2026 год — запуск в серийное производство магнитов из высокотемпературного сверхпроводника для синхротрона «Новый нуклотрон».
В этом году планируется также создание накопителя энергии из ВТСП-материалов для проекта NICA. Цель работы — устранить влияние коллайдера NICA на общую сеть электропитания Дубны, а также влияние пульсаций тока общей сети на работу ускорителей. При циклической работе синхротрона энергия периодически возвращается в городскую сеть, отрицательно влияя на других потребителей. Другие потребители, в свою очередь, также отрицательно влияют на работу ускорителя. Подобная ситуация существует, например, и в ЦЕРНе. От работы Большого адронного коллайдера зависят все потребители энергии в Женеве. Благодаря ВТСП-накопителю в проекте NICA эта проблема будет решена.
«Подобные накопители энергии востребованы во всем мире,— говорит Гамлет Ходжибагиян.— Они могут быть использованы, например, в зеленой энергетике. Там, где вырабатывается электроэнергия за счет солнечных лучей или энергии ветра, она вырабатывается в тот момент, когда дует ветер или светит солнце. Потребляться же она должна всегда. Поэтому необходим накопитель энергии, который накапливал бы энергию в момент ее генерации, а расходовал по мере необходимости. Такая же ситуация с регенерацией энергии в железнодорожном транспорте. Когда локомотив тормозит, он передает свою энергию поступательного движения в магнитное поле накопителя. Когда он ускоряется — энергия из накопителя передается железнодорожному составу. Возможно использование накопителей и в автомобильном транспорте. В будущем могут появиться и другие области применения, возможно, самые неожиданные».
По мнению Гамлета Ходжибагияна, ВТСП-материалы и ВТСП-технологии в ближайшие годы будут очень востребованны. Во многих сферах деятельности высокотемпературные сверхпроводники могут обеспечить огромную экономию. Пример этого — одна из технологий, представленных на премию «Вызов»,— ВТСП-кабель для проекта NICA, количество и стоимость которого благодаря облучению заряженными частицами была снижена в три раза.
По мнению Гамлета Ходжибагияна, выбор вузов, которые готовят высококлассных специалистов по криогенике и сверхпроводимости, очень широк. В их числе — МГТУ им. Н. Э. Баумана, МИФИ, МАИ.
Лауреат премии «Вызов» Гамлет Ходжибагиян отметил, что премия «Вызов» подтверждает признание важности проведенных исследований научной общественностью, является большим стимулом для сотрудников, участвующих в проведении научной работы, студентов, аспирантов и молодых ученых, выбирающих направление своей деятельности.
«Ученый года» создает новую фармакологию
Рауль Гайнетдинов
Фото: Фотобанк Фонда «Вызов»
Директор Института трансляционной биомедицины СанктПетербургского государственного университета и научный руководитель Клиники высоких медицинских технологий им. Н.И. Пирогова СПбГУ, кандидат медицинских наук Рауль Гайнетдинов — лауреат премии «Вызов» в номинации «Ученый года» за открытие принципиально новых лекарственных подходов для лечения болезней мозга.
Рауль Гайнетдинов — один из мировых лидеров в области фармакологии системы дофамина и рецепторов следовых аминов (TAARs). После окончания медико-биологического факультета 2-го Московского государственного медицинского института им. Н.И. Пирогова он пришел в НИИ фармакологии РАМН. Уже в то время он начал заниматься поиском новых эффективных антипсихотических и других средств для терапии заболеваний мозга, повышающих качество жизни человека и при этом не вызывающих серьезных осложнений. «Галоперидол без побочек» — так кратко формулирует тему своих исследований сам Рауль Гайнетдинов.
Рауль Гайнетдинов занимался исследованиями в США и Италии, с 2013 года работает в СПбГУ. В виварии Института трансляционной биомедицины собрана уникальная коллекция нокаутных лабораторных животных, то есть генетически модифицированных животных, у которых «выключены» рецепторы следовых аминов.
«Изучая этих животных, мы нашли большое количество изменений — функциональных, эмоциональных, биохимических. Это доказывает, что данные рецепторы являются новой мишенью для фармакологии. Наиболее изученный рецептор — TAAR1. В настоящее время уже разрабатываются инновационные лекарственные средства на основе TAAR1,— рассказал «Ъ» Рауль Гайнетдинов.— Такие лекарства могут применяться при лечении депрессии, шизофрении, тревожного расстройства. Стоит изучить возможность их использования для лечения паркинсонизма, болезни Альцгеймера, синдрома дефицита внимания и гиперактивности у детей (СДВГ), наркомании, алкогольной зависимости, никотиновой зависимости».
«Проводя эксперименты с нашей коллекцией животных, мы стараемся убедить весь мир, что не только TAAR1, но и остальные рецепторы следовых аминов могут быть интересны для фармакологии. Особый интерес представляют обонятельные рецепторы, отвечающие за инстинктивные запахи. Наиболее изученный рецептор — TAAR5»,— рассказал Рауль Гайнетдинов. По его мнению, исследования этих «обонятельных» рецепторов, которые ученые теперь находят и в мозге, могут в перспективе привести к созданию не имеющих мировых аналогов лекарств, применяемых не только в психиатрии, но и в онкологии и иммунологии. Новой фармакологии нужны серьезные инвестиции. И в этом он возлагает большие надежды на премию «Вызов». «Я надеюсь, что премия “Вызов” поможет найти серьезных инвесторов. Расходы на создание лекарственных средств в России намного ниже, чем, например, в США, где речь идет о суммах в миллиарды долларов. Дополнительное финансирование поможет ускорить разработку лекарств в России, а созданные лекарства можно будет вывести как на отечественный рынок, так и на китайский и индийский рынки»,— говорит Рауль Гайнетдинов.
На вопрос «Ъ» о том, в какие вузы он порекомендует поступать молодым людям, желающим заниматься новыми направлениями фармакологии, Рауль Гайнетдинов ответил так: «Я окончил медико-биологический факультет Второго меда. Сейчас в нескольких вузах есть медико-биологические факультеты. Но необязательно всем желающим поступать именно туда. Факультет фундаментальной медицины МГУ, Институт медицины СПбГУ, медицинские вузы Новосибирска и Томска дают очень хорошее образование. Тот, кто хочет заниматься медициной на современном уровне, должен иметь глубокое знание науки — знать новейшие лекарства, последние разработки, новые методы диагностики».
«Прорыв» в фотонике
Павлос Лагудакис
Фото: Фотобанк Фонда «Вызов»
Профессор Павлос Лагудакис, вице-президент по фотонике и руководитель Лаборатории гибридной фотоники в Сколтехе — лауреат премии «Вызов» в номинации «Прорыв» — за передовые исследования в области создания вычислительных устройств на основе поляритонов и разработку оптического транзистора. (Фотоника — передовая отрасль науки и технологий с использованием света, занимающаяся контролем и управлением оптическими сигналами, а также созданием разнообразных устройств, в которых вместо электрического тока используется свет.)
Павлос Лагудакис начал заниматься изучением поляритонов, составных частиц, возникающих при взаимодействии фотонов с элементарными возбуждениями среды, в конце 2000 года. Работая в западных университетах, он до 2016 года занимался организацией в России воркшопов для европейских ученых. С 2016 года профессор Лагудакис работает в России, в Сколтехе. В 2017 году он вместе с коллегами предложил концепцию первого поляритонного симулятора с использованием аналоговых вычислений, в 2019 году — первый поляритонный транзистор, работающий при комнатных температурах. Тогда для переключения состояния этого устройства с нуля на единицу требовалось 10–100 тыс. фотонов. «В 2021 году мы продемонстрировали возможность сделать то же самое, но уже с помощью всего одного фотона,— рассказал Павлос Лагудакис.— Сейчас мы стоим на пороге нового прорыва. Мы ждем выхода нашей публикации в журнале с высоким импакт-фактором. В ней рассказывается о том, что теперь мы можем соединять несколько транзисторов, создавая конфигурацию, которая называется “универсальный логический вентиль”, то есть логический вентиль, который обеспечивает корректное выполнение логических операций. Следующую задачу будут решать уже не научные физические лаборатории, такие, как наша, а инженеры — как перейти от единиц транзисторов к нескольким тысячам. То, как быстро будет достигнута эта цель, будет зависеть от приложенных усилий и инвестиций».
Павлос Лагудакис поделился дальнейшими планами на будущее: «Через пару лет мы планируем создать логические вентили, которые можно будет использовать не только для классических цифровых вычислений, но и для квантовых вычислений. Через пять лет — продвинуться в направлении с программируемым поляритонным симулятором. Создать прибор с несколькими тысячами узлов, с помощью которого можно будет решать разнообразные практические задачи, связанные с логистикой, энергоснабжением, распространением информации, то есть задачи, которые трудно решить с помощью классических алгоритмов».
«К нашей работе проявляют интерес представители различных секторов российского делового мира,— рассказал Павлос Лагудакис.— Мы часто общаемся с представителями ведущих государственных компаний, таких как “Ростех”, “Росатом”, РЖД, “Газпром”, Сбербанк. То есть с представителями тех сфер бизнеса, которые могут себе позволить вкладывать средства не только в разработки, но также и в исследования».
Отвечая на вопрос «Ъ» о том, где молодежь, желающая заниматься фотоникой, может получить образование, профессор Лагудакис сказал, что лучше знаком со столичными вузами, и в первую очередь порекомендовал родной Столтех: «Если вы живете в Москве, приходите к нам, поступайте на бакалавриат по направлению “физика и свет”. После нее можно будет в магистратуре продолжить исследования в области поляритоники. Но, разумеется, есть также МФТИ, МГУ, МИСиС — вузы, которые уже подготовили целую плеяду ученых высшего класса».
«В наше время в области фотоники назревает революция. Фотоника, которой мы занимаемся,— это электроника будущего. Россия уже занимает передовые позиции в разработке этого направления. Я надеюсь, что благодаря премии “Вызов” увеличатся инвестиции в эту сферу и всем фундаментальным разработкам найдется практическое применение»,— заявил в окончании интервью Павлос Лагудакис.
| 13.02.24 | 12.02.2024 ИА Красная Весна. Ученые поняли, почему некоторые сверхпроводники не подчиняются теории БКШ |
Химфак МГУ
Необычные сверхпроводящие свойства интерметаллического соединения галлия и молибдена выявила и объяснила исследовательская группа ученых МГУ и Физического института им. П. Н. Лебедева РАН (ФИАН), 12 февраля сообщает портал «Научная Россия» со ссылкой на пресс-службу МГУ.
Большую часть сверхпроводников можно описать с использованием теории БКШ (Бардина, Купера и Шриффера). Она хорошо описывает сверхпроводники с одной щелью и небольшим изменением теплоемкости при фазовом переходе, а также со слабым электрон-фононным взаимодействием. К таким веществам относятся металлы и интерметаллические соединения. Их сверхпроводящие свойства активно исследовались в сороковые, пятидесятые и шестидесятые годы XX века.
Руководитель исследования, заведующий кафедрой неорганической химии химфака МГУ член-корреспондент РАН Андрей Шевельков рассказал о задаче, которую поставили перед собой ученые:
«Сейчас мы пытаемся выяснить, почему существуют сверхпроводники, которые не описываются теорией БКШ. Например, двухщелевые сверхпроводники. Их известно очень мало, всего три доказанных и десяток предполагаемых. Поэтому мы не знаем, какими свойствами они обладают, как влияет наличие двух щелей. Единственный способ понять — найти их и тщательно исследовать».
Сверхпроводящая щель, один из фундаментальных энергетических параметров, характерный именно для сверхпроводников, представляет собой зазор на диаграмме их энергетического спектра (распределения электронов по энергиям).
Возможность того, что в сверхпроводящем состоянии интерметаллическое соединение галлия и молибдена Mo₈Ga₄₁ обладает двумя щелями, вызывала споры ученых в течение нескольких лет. Приводимые данные были противоречивы. А тот факт, что этот сверхпроводник из-за очень сильного электрон-фононного взаимодействия не подчиняется теории БКШ, не позволял описать его параметры и поведение.
Проведя исследования, команда ученых доказала, что в этом веществе разделены поверхностная и объемная сверхпроводимость.
«В нашей работе удалось показать, что это очень специфический однощелевой сверхпроводник, — пояснил Андрей Шевельков. — В нем сочетаются разные физические свойства: объемная и поверхностная сверхпроводимость. Поэтому при физических измерениях кажется, что в этом сверхпроводнике две щели. На самом деле одна относится к объему вещества, а другая — к его поверхности».
Чтобы это установить, ученые использовали четыре основных метода исследования. В том числе очень точный порошковый рентгенодифракционный анализ с использованием синхротронного излучения, который позволил оценить качество линий спектра и понять их особенности.
Кроме того, применялись измерения магнитных, сверхпроводящих свойств и два типа спектроскопии: ядерного магнитного резонанса и ядерного квадрупольного резонанса. Проведя анализ полученных данных, ученые поставили точку в поставленном вопросе.
Результаты комплексного исследования ученые представили в статье «Внутренняя поверхностная сверхпроводящая фаза в объемном однощелевом сверхпроводнике Mo₈Ga₄₁, наблюдаемая методами ядерного резонанса и туннельной спектроскопии», опубликованной в журнале Intermetallics.
Как пояснил Андрей Шевельков, «пока неизвестно, какое применение соединения такого типа могут найти в будущем. Однако при сочетании сверхпроводимости на поверхности и в объеме могут возникнуть интересные свойства. Например, теоретически возможно создать сверхпроводник, который будет частично выталкиваться магнитным полем, то есть объединить в одном веществе магнетизм со сверхпроводимостью».
| 13.02.24 | 12.02.2024 Научная Россия. Химики нашли союз поверхностной и объемной сверхпроводимости |
Автор фото - Ксения Лиокумович, Юлия Чернова / пресс-служба химического факультета МГУ
Сотрудники химического и физического факультетов МГУ совместно с коллегами из Физического института имени П.Н. Лебедева РАН исследовали интерметаллическое соединение галлия и молибдена, обладающее необычными сверхпроводящими свойствами. Ученым удалось доказать, что в этом веществе разделены поверхностная и объемная сверхпроводимость. Работа выполнена в рамках национального проекта «Наука и университеты», который призван поддерживать и развивать научную деятельность и образование в России, и профинансирована Министерством науки и высшего образования Российской Федерации, проект № 075-15-2021-1353. Результат опубликован в журнале Intermetallics.
Сверхпроводники привлекают большое внимание благодаря уникальной способности передавать электричество без потерь. Один из фундаментальных параметров сверхпроводника – сверхпроводящая щель. Это энергетическая величина, связанная с особенностями сверхпроводящего состояния.
Большую часть сверхпроводников можно описать с использованием теории БКШ, названной по первым буквам фамилий ее создателей: Бардина, Купера и Шриффера. Эта теория хорошо описывает сверхпроводники с одной щелью и небольшим изменением теплоемкости при фазовом переходе, а также со слабым электрон-фононным взаимодействием. К ним относятся металлы и интерметаллические соединения, которые очень активно исследовались в сороковые, пятидесятые и шестидесятые годы прошлого столетия.
«Сейчас мы пытаемся выяснить, почему существуют сверхпроводники, которые не описываются теорией БКШ, – рассказал руководитель исследования, заведующий кафедрой неорганической химии химического факультета МГУ член-корреспондент РАН Андрей Шевельков. – Например, двухщелевые сверхпроводники. Их известно очень мало, всего три доказанных и десяток предполагаемых. Поэтому мы не знаем, какими свойствами они обладают, как влияет наличие двух щелей. Единственный способ понять – найти их и тщательно исследовать».
В течение нескольких лет в литературе велись споры, может ли интерметаллическое соединение галлия и молибдена, Mo8Ga41, быть двухщелевым сверхпроводником. Данные были противоречивыми, а из-за очень сильного электрон-фононного взаимодействия этот сверхпроводник не попадает в рамки теории БКШ, поэтому описать его параметры и понять поведение трудно.
«В нашей работе удалось показать, что это очень специфический однощелевой сверхпроводник, – объяснил Андрей Шевельков. – В нем сочетаются разные физические свойства: объемная и поверхностная сверхпроводимость. Поэтому при физических измерениях кажется, что в этом сверхпроводнике две щели. На самом деле одна относится к объему вещества, а другая – к его поверхности».
Для выяснения этого вопроса были задействованы четыре основных метода исследования. Например, очень точный рентгенодифракционный анализ с использованием синхротронного излучения, с помощью которого можно оценить качество линий и понять их особенности. Также использовались измерения магнитных, сверхпроводящих свойств и данные двух типов спектроскопии: ядерного магнитного резонанса и ядерного квадрупольного резонанса. Совокупность этих методов и анализ полученных данных позволили дать окончательный ответ на поставленный вопрос.
«Пока неизвестно, какое применение соединения такого типа могут найти в будущем, – пояснил Андрей Шевельков. – Однако при сочетании сверхпроводимости на поверхности и в объеме могут возникнуть интересные свойства. Например, теоретически возможно создать сверхпроводник, который будет частично выталкиваться магнитным полем, то есть объединить в одном веществе магнетизм со сверхпроводимостью».
| 06.02.24 | 02.02.2024 Коммерсант. Лауреат премии «Вызов» Илья Семериков рассказал «Ъ» о будущем квантовых вычислений |
Квантовые технологии — одна из наиболее многообещающих областей в современной физике с точки зрения возможностей дальнейшего практического применения. Какие задачи смогут решать квантовые компьютеры? Об этом «Ъ» рассказал кандидат физико-математических наук, научный сотрудник Физического института им. П.Н. Лебедева РАН (ФИАН), заместитель руководителя научной группы в Российском квантовом центре (РКЦ) Илья Семериков, получивший премию «ВЫЗОВ» за создание ионного квантового процессора с использованием многоуровневых квантовых систем — кудитов.
По словам Ильи Семерикова, некоторые задачи при помощи квантового компьютера можно будет решить быстрее, чем на классическом. И это может как принести пользу обществу, так и нанести вред. Яркий пример этому — алгоритм Шора, применяемый на квантовых компьютерах. С его помощью становится возможным взлом криптографических систем с открытым ключом. Впервые это было продемонстрировано в 2001 году специалистами компании IBM, разложившими при помощи квантового компьютера с 7 кубитами число 15 на множители 3 и 5. «С тех пор многие исследовательские группы стали активно развивать алгоритмы для квантовых компьютеров для решения задач кибербезопасности и других, в том числе при решении систем линейных уравнений, в химии, в машинном обучении. Предполагается, что количество задач для квантового компьютера будет лишь расти»,— сказал Илья Семериков.
Илья Семериков уточнил, что развитие квантовых вычислений сегодня похоже на то, как развивались классические компьютеры. До их появления трудно было предугадать, какие задачи они будут решать. Поначалу алгоритмы создавались для несуществующих компьютеров, набор этих алгоритмов был очень ограничен, и все они так или иначе происходили от ручных вычислений. Позже оказалось, что класс алгоритмов, которые можно запустить на классическом компьютере, гораздо больше, чем от него ожидали. Подобная история может произойти и с квантовыми компьютерами.
«Квантовые вычисления — это работа со сложными и многомерными системами, пространствами больших размерностей. Что это даст в прикладном аспекте, мы можем только предполагать. Так что мой честный и правдивый ответ на вопрос о практическом применении квантовых компьютеров следующий: на сегодня мы понимаем, что квантовый компьютер может относительно просто проводить повороты в пространствах очень больших размерностей, но понять, какие прикладные результаты это будет иметь, пока довольно сложно — нужно дождаться появления больших квантовых компьютеров»,— отметил Илья Семериков.
Национальная премия в области будущих технологий «Вызов» приурочена к объявленному в 2022 году Десятилетию науки и технологий и призвана отметить прорывные идеи и изобретения, меняющие ландшафт современной науки и жизнь каждого человека. Учредителем премии является фонд развития научно-культурных связей «Вызов» совместно с Газпромбанком при поддержке правительства Москвы. Генеральным партнером премии выступает госкорпорация «Росатом».
| 12.02.24 | 11.02.2024 ОТВ Серпухов. Сотрудники научных предприятий Большого Серпухова получили поздравления от Главы муниципалитета |
В рамках празднования Дня российской науки в Выставочном центре Протвино состоялось награждение лучших работников научной сферы.
По поручению Главы Городского округа Серпухов Сергея Никитенко его первый заместитель Олег Киселев вместе с заместителем главы администрации Протвино Оксаной Лебедевой поздравили и вручили награды сотрудникам научных предприятий.
За достижение высоких результатов, многолетний плодотворный труд, высокий профессионализм, большой вклад в развитие научно-промышленного комплекса Протвино благодарственные письма получили работники ООО «ВЕДА», ООО «НПО ДНК-Технология», ООО «Декёнинк Рус», ООО «Новые Технологии», АО «Прогресс», ФТЦ ФИАН и АО «ПРОТОМ».
Почетными грамотами за достигнутые трудовые успехи, высокий профессионализм и многолетнюю добросовестную работу были награждены представители ООО «ВЕДА», НИЦ «Курчатовский институт» - ИФВЭ и ООО «Ньюфрост».
| 12.02.24 | 09.02.2024 Хабр. Российские учёные создали алмазную подложку для сверхпроводящих детекторов |
Алмазы известны не только своей привлекательной формой и прозрачностью, но и рядом физико-механических свойств: высокой твёрдостью, теплопроводностью, большим показателем преломления. Чтобы применять алмазы в оптике, электронике и электрохимии, их подвергают металлизации: наносят на матрицу алмаза тонкий слой переходного металла. Группа учёных из Сколтеха, Физического института им. П. Н. Лебедева РАН и других ведущих научных организаций выяснила, как улучшить адгезию алмаза — то есть связь между алмазом и переходным металлом — с помощью ниобия. Работа опубликована в журнале Journal of Alloys and Compounds.
«У алмаза есть два ограничения, связанные с синтезом больших пластин и его металлизацией: когда мы начинаем металлизировать алмаз, то большинство контактов на нём не держится. Например, когда мы работали над детекторами для ионизирующего излучения и наносили золото и другие материалы, адгезия контактов к алмазу была очень плохой. В тот момент мы задались вопросом, как можно улучшить адгезию контактов к алмазу», — объяснил соавтор исследования, старший преподаватель в Центре технологий материалов Сколтеха Станислав Евлашин.
Один из наиболее эффективных способов металлизации алмазов — его спекание с такими металлами, как титан, хром, кремний, тантал, цирконий и другими. При их взаимодействии с углеродом формируется слой карбида металла. Авторы исследования остановили свой выбор на ниобии из-за его способности образовывать химически стабильные плёнки карбидов ниобия на поверхности алмаза, которые отличаются хорошей сверхпроводимостью, высокой температурой плавления и механической прочностью.
«Мы попытались сделать сверхпроводник на поверхности алмаза и пришли к тому, что если на неё наносить ниобий, а потом его отжигать и получать карбид ниобия, то при отжиге происходит химическая реакция с поверхностью и возникают следующие превращения: плёнка ниобия после нагрева переходит в соединение Nb₂C, и после дальнейшего нагрева больше 1200 ℃ она переходит в NbC», — продолжил Станислав Евлашин.
Визуализация исследования.
«Теоретические расчёты постоянной решётки карбида ниобия в зависимости от концентрации дефектов по углероду — зачастую в эксперименте наблюдается дефицит углерода — показали, что использованный способ синтеза карбида ниобия на алмазе позволяет получать карбид ниобия высокого качества, с параметром решётки, близкой к бездефектному материалу. Расчёты сверхпроводящих характеристик карбида ниобия показали сверхпроводящий переход при температуре 19.4 K, что оказалось близким к экспериментально измеренному значению. Полученный результат также говорит о высоком качестве экспериментально полученной плёнки», — пояснил соавтор исследования, профессор Проектного центра по энергопереходу Александр Квашнин.
«Стоит отметить, что низкая концентрация дефектов в полученном карбиде ниобия приводит к достаточно высоким значениям электронной диффузии, в сравнении с другими сплавами на основе ниобия. А это совместно с наблюдаемыми сверхпроводящими характеристиками представляет практический интерес для устройств квантового детектирования», — добавила соавтор исследования, научный сотрудник Московского педагогического государственного университета Анна Колбатова.
Исследователи пришли к выводу, что полученный карбид ниобия обладает свойством сверхпроводимости. Если наносить эту плёнку на поверхность алмаза, то за счёт высокой теплопроводности можно делать сверхчувствительные детекторы. Обнаруживать сигналы поможет высокий теплоотвод в алмазе — он происходит намного быстрее, чем в других материалах.
Работа выполнена в рамках двух грантов РНФ. Проект «Исследование влияния легирующих элементов на электрохимические характеристики наноструктурированных углеродных материалов для создания перспективных источников тока» (№ 22-73-10198) нацелен на получение результатов, которые могут быть использованы для создания электрохимических источников нового поколения. В рамках проекта «Новое поколение квантовых детекторов и источников одиночных фотонов на основе двумерных Ван-дер-Ваальс структур» (№ 21-72-10117) ведётся работа над устройствами для квантового детектирования, которые должны превзойти по характеристикам устройства, созданные с помощью традиционных технологий нанопроизводства.
В работе над исследованием также приняли участие учёные Юлия Бондарева, Фёдор Федоров, Александр Егоров и Никита Мацокин.
| 12.02.24 | 08.02.2024 Naked Science. Ученые создали алмазную подложку для сверхпроводящих детекторов |
Алмазы известны не только своей привлекательной формой и прозрачностью, но и рядом физико-механических свойств: высокой твердостью, теплопроводностью, большим показателем преломления. Чтобы применять алмазы в оптике, электронике и электрохимии, их подвергают металлизации — наносят на матрицу алмаза тонкий слой переходного металла. Группа ученых из Сколтеха, Физического института имени П. Н. Лебедева РАН и других ведущих научных организаций выяснила, как улучшить адгезию алмаза — то есть связь между алмазом и переходным металлом — с помощью ниобия.
Визуализация исследования / © Synthesis and characterization of niobium carbide thin films on diamond surface for superconductive application
Работа опубликована в журнале Journal of Alloys and Compounds. «У алмаза есть два ограничения, связанные с синтезом больших пластин и его металлизацией: когда мы начинаем металлизировать алмаз, то большинство контактов на нем не держится. Например, когда мы работали над детекторами для ионизирующего излучения и наносили золото и другие материалы, адгезия контактов к алмазу была очень плохой. В тот момент мы задались вопросом, как можно улучшить адгезию контактов к алмазу», — объяснил соавтор исследования, старший преподаватель в Центре технологий материалов Сколтеха Станислав Евлашин.
Один из наиболее эффективных способов металлизации алмазов — его спекание с такими металлами, как титан, хром, кремний, тантал, цирконий и другими. При их взаимодействии с углеродом формируется слой карбида металла. Авторы исследования остановили свой выбор на ниобии из-за его способности образовывать химически стабильные пленки карбидов ниобия на поверхности алмаза, которые отличаются хорошей сверхпроводимостью, высокой температурой плавления и механической прочностью.
«Мы попытались сделать сверхпроводник на поверхности алмаза и пришли к тому, что если на нее наносить ниобий, а потом его отжигать и получать карбид ниобия, то при отжиге происходит химическая реакция с поверхностью и возникают следующие превращения: пленка ниобия после нагрева переходит в соединение Nb₂C, и после дальнейшего нагрева больше 1200 градусов она переходит в NbC», — продолжил Станислав Евлашин.
«Теоретические расчеты постоянной решетки карбида ниобия в зависимости от концентрации дефектов по углероду — зачастую в эксперименте наблюдается дефицит углерода — показали, что использованный способ синтеза карбида ниобия на алмазе позволяет получать карбид ниобия высокого качества, с параметром решетки, близкой к бездефектному материалу. Расчеты сверхпроводящих характеристик карбида ниобия показали сверхпроводящий переход при температуре 19,4 K, что оказалось близким к экспериментально измеренному значению. Полученный результат также говорит о высоком качестве экспериментально полученной пленки», — пояснил соавтор исследования, профессор Проектного центра по энергопереходу Александр Квашнин.
«Стоит отметить, что низкая концентрация дефектов в полученном карбиде ниобия приводит к достаточно высоким значениям электронной диффузии, в сравнении с другими сплавами на основе ниобия. А это совместно с наблюдаемыми сверхпроводящими характеристиками представляет практический интерес для устройств квантового детектирования», — добавила соавтор исследования, научный сотрудник Московского педагогического государственного университета Анна Колбатова.
Исследователи пришли к выводу, что полученный карбид ниобия обладает свойством сверхпроводимости. Если наносить эту пленку на поверхность алмаза, то за счет высокой теплопроводности можно делать сверхчувствительные детекторы. Обнаруживать сигналы поможет высокий теплоотвод в алмазе — он происходит намного быстрее, чем в других материалах.
Работа выполнена в рамках двух грантов РНФ. Проект «Исследование влияния легирующих элементов на электрохимические характеристики наноструктурированных углеродных материалов для создания перспективных источников тока» нацелен на получение результатов, которые могут быть использованы для создания электрохимических источников нового поколения. В рамках проекта «Новое поколение квантовых детекторов и источников одиночных фотонов на основе двумерных Ван-дер-Ваальс структур» ведется работа над устройствами для квантового детектирования, которые должны превзойти по характеристикам устройства, созданные с помощью традиционных технологий нанопроизводства. В работе над исследованием также приняли участие ученые Юлия Бондарева, Федор Федоров, Александр Егоров и Никита Мацокин.
https://naked-science.ru/article/column/uchenyodyashhih-detektoro
| 12.02.24 | 08.02.2024 Ведомости. «Росатом» раскрыл характеристики первого серийного МРТ в России |
Первый серийный отечественный магнитно-резонансный томограф с индукцией магнитного поля 1,5 Тл будет иметь диаметр тоннеля 76 см, длину 150 см. Он рассчитан на максимальный вес пациента 250 кг. Благодаря характеристикам аппарата врачи смогут на снимках в деталях увидеть внутренние органы пациента и поставить ему точный диагноз. Об этом рассказали в «Росатом Хелскеа», который курирует проект создания российского МРТ. Компания планирует продавать его не только в России, но и за рубежом.
Отечественный МР-томограф
Магнитно-резонансная томография (МРТ) используется в сложных диагностических случаях, при подготовке к хирургическому вмешательству или назначении оптимального консервативного лечения. МРТ-исследование позволяет оценить степень повреждения внутренних органов и костно-мышечной системы, обнаружить опухоль или разрывы связок, повреждения сухожилий, хрящей.
Принцип действия
Магнитно-резонансный томограф (ядерно-магнитный томограф) создает магнитные волны, которые воздействуют на атомы внутри тела. Их вращение (спин) и возвращение в начальное положение позволяют с помощью математической модели получить качественное изображение внутренних органов и тканей.
Сегодня лидирующие позиции на мировом рынке МРТ-систем занимают Siemens, General Electric, Philips, Hitachi. В нашей стране создать серийный МР-томограф пытались с 80-х гг. XX в., но каждый раз возникали «объективные» трудности, которые не позволяли завершить эту работу, рассказал «Ведомости. Здоровью» главный внештатный специалист по лучевой и инструментальной диагностике Минздрава РФ, д. м. н., профессор Игорь Тюрин. Сейчас в России собирают аппараты МРТ в небольшом количестве, в основном низкопольные (мощность поля ниже 0,5 Тл). Они дают низкокачественное изображение, что затрудняет диагностику.
Например, научно-производственная фирма «Аз» представила низкопольный отечественный МР-томограф «Образ-1» в 1991 г. За время работы компания поставила в различные медицинские учреждения России и ближнего зарубежья более 100 МР-томографов, т. е. в среднем примерно по три в год.
Сейчас потребность в таких аппаратах еще больше, чем в 1980-е – 1990-е гг., уверен Тюрин. В 2019 г., до пандемии, в России на 1 млн человек приходилось 5,1 аппарата МРТ. Для сравнения: в Японии показатель составлял 57,4, в США – 38, следует из данных Организации экономического сотрудничества и развития. Сейчас лечебным учреждениям России требуется не менее 2500 аппаратов МРТ, а в данный момент функционирует около 1400.
В Минздраве России уточнили, что за последние годы количество МР-томографов увеличилось практически в 3 раза. Более 90% из них – это современные приборы с напряженностью магнитного поля 1,5 Тл.
Сейчас медицинские учреждения закупают зарубежные МРТ-системы, которыми можно управлять удаленно. Такая возможность предусмотрена для оперативного технического обслуживания специалистами производителя (компании неохотно делятся подробными мануалами, чтобы не раскрывать свои коммерческие секреты). То есть при желании из-за границы могут дать команду – и дорогостоящие аппараты выйдут из строя.
Для достижения независимости России от внешних поставок МРТ-систем «Росатом Хелскеа» планирует начать к 2026 г. серийное производство российских томографов с напряженностью магнитного поля 1,5 Тл. По словам представителя компании, первый отечественный аппарат МРТ будет соответствовать передовым мировым стандартам и полностью отвечать потребностям врачей и пациентов. В «Росатоме» оценивают емкость ключевого российского рынка МРТ-систем в 100 единиц в год, а общую потребность отечественного здравоохранения в таких устройствах – более чем в 1000 изделий.
Характеристики российского МР-томографа от «Росатома»
Номинальная индукция магнитного поля – 1,5 Тл
Максимальный вес пациента – 250 кг
Диаметр тоннеля – 76 см
Длина тоннеля – 1,5 м
Стабильность магнитного поля – 0,02 ppm/день
Однородность магнитного поля VRMS:
– в сфере 20 см – 0,06 ppm;
– в сфере 30 см – 0,2 ppm;
– в сфере 40 см – 1,2 ppm.
Пространственное разрешение – 0,6 мм с размером цифровой матрицы К пространства 1024 х 1024 пикселей.
Тип охлаждения – кондуктивный малогелиевый невыкипной, проверка и при необходимости заправка гелием осуществляется раз в 5 лет.
Планируемая адвалорная доля (процентная доля стоимости использованных при производстве комплектующих изделий в цене продукции) аппарата существенно превышает 70%. Компания планирует обеспечить полную технологическую независимость при производстве, эксплуатации и сервисном обслуживании на всем протяжении жизненного цикла изделия, пояснил представитель «Росатом Хелскеа».
«С течением времени появление отечественного МРТ поможет решить проблему нехватки аппаратов, но пока дефицит оборудования будет последовательно восполняться за счет реализации государственных программам в здравоохранении (т. е. за счет государственных закупок МРТ-систем зарубежного производства. – «Ведомости»)», – сказал Тюрин.
Диаметр тоннеля разрабатываемого «Росатомом» аппарата на 16 см больше, чем у большинства зарубежных аналогов. С помощью томографа можно будет обследовать людей любой комплекции. МР-томограф сможет делать срезы 0,6 мм с размером цифровой матрицы К пространства 1024 х 1024 пикселей (чем выше этот показатель, тем более четкую картинку получит врач).
Важная особенность разработки «Росатом Хелскеа» заключается в типе системы охлаждения: магнит кондуктивный малогелиевый невыкипной. Его нужно заправлять гелием раз в 5 лет. Обычные МР-томографы импортных производителей требуют дозаправки от трех раз в год.
Как правило, объем гелия для охлаждения стандартного МРТ 1,5 Тл составляет около 2000 л, а в отечественном МРТ «Росатом Хелскеа» – от 7 до 500 л, рассказал заведующий криогенным отделом Физического института им. П. Н. Лебедева РАН (ФИАН), научный руководитель проекта, д. ф.-м. н., профессор Евгений Демихов. Сотрудники ФИАНа участвуют в научном сопровождении проекта. Стоимость заправки стандартного МР-томографа составит 3,8–4 млн руб., согласно индексу цен «Газпром газонефтепродукт холдинга» на 9 января 2024 г., а отечественного – от 15 000 до 1 млн руб.
Свойства гелия
Гелий – это легкий (легче кислорода) инертный (одноатомный) газ без цвета, вкуса и запаха, который не задерживается в земной атмосфере, улетая в космос. Он используется в атомной промышленности, для ракетных двигателей, в производстве полупроводников, жидкокристаллических экранов и оптических волокон, а также охлаждения различного оборудования, в том числе аппаратов МРТ. Последнему способствует сверхнизкая температура кипения (-268,94 °C, газ никогда не становится льдом). Для сравнения: температура кипения часто используемого для охлаждения азота составляет -196 °C. Согласно индексу цен на гелий «Газпром газонефтепродукт холдинга», в январе 2024 г. газ подорожал в 2,2 раза до 17 066 руб. за 1 кг по сравнению с январем 2020 г.
Ранее эксперты оценивали стоимость запуска коммерческого производства российских МР-томографов в 4,5 млрд руб. в течение пяти лет. Разработка выполняется в соответствии с утвержденным графиком в тесном взаимодействии с Минздравом, Минпромторгом, РАН, другими организациями, рассказали в «Росатом Хелскеа».
Сейчас участники проекта определили требования к составным частям МРТ-аппарата, подготовили эскизную конструкторскую документацию на опытные образцы составных частей комплекса (ведется их изготовление) и архитектуру программного обеспечения (ПО), ПО активно разрабатывается и тестируется на виртуальных моделях и отладочных аппаратных комплектах функциональных частей, перечислил работы представитель «Росатом Хелскеа».
Пока проводятся НИОКР, «Росатом Хелскеа» определила основные технологии и требования к площадке для серийной сборки МРТ-аппарата, проработала производственную кооперацию. Запланированный выпуск составляет 100 единиц оборудования в год, что соответствует потребностям системы здравоохранения, уверены в компании.
Первый рабочий прототип разработки «Росатом Хелскеа» представит в конце 2026 г. Предыдущая полногелиевая версия МРТ, созданного в ФИАНе, успешно прошла испытания в Научном центре неврологии и Национальном медицинском исследовательском центре нейрохирургии им. академика Н. Н. Бурденко. По словам Демихова, устройство делает более качественные снимки, чем зарубежные аналоги, при этом стоит на 25% дешевле.
«По сложности аппарат можно сравнить с космическим спутником. Очень много разных систем, и каждая требует отдельной разработки. Поэтому участвовали самые разные специалисты», – рассказал Демихов.
Рынок
Звучат разные оценки текущего и будущего объема мирового рынка систем МРТ. Аналитическая компания Market Research Future считает, что он достигнет $5,1 млрд к 2030 г. при годовых темпах роста (CAGR) 7,3%. Другая аналитическая компания – Emergen Research полагает, что глобальный рынок систем МРТ достиг $5,2 млрд уже в 2022 г., и ожидает CAGR в 7% до 2032 г. Еще более оптимистичные оценки дает Prescient & Strategic Intelligence. По расчетам экспертов, глобальный рынок МРТ достиг $8,92 млрд в 2022 г. и к 2030 г. доберется до $14,9 млрд с CAGR 6,6% в 2022–2030 гг. Прогнозы учитывают рост объема инвестиций в МРТ-визуализацию, которая позволяет обнаруживать хронические заболевания на ранней стадии.
Сейчас «Росатом Хелскеа» прорабатывает с Министерством здравоохранения и правительствами регионов формирование долгосрочных контрактов и предварительных заказов, сообщил представитель компании. «Одновременно с этим рассматриваем возможности зарубежных рынков, так как продукт создается в том числе с учетом его экспортного потенциала», – добавил он.
Назвать стоимость одного аппарата станет возможно перед стартом серийного производства, уточнили в компании. Сегодня пока преждевременно озвучивать конкретные цифры, но основная задача компании – сделать аппарат полностью конкурентоспособным по соотношению цены и качества. Поэтому стоимость будет ниже, чем у зарубежных аналогов.
Технические и технико-экономические характеристики, которые компания заложила при разработке, делают аппарат привлекательным за рубежом, пояснил представитель «Росатом Хелскеа». В текущей ситуации, по его словам, рассматриваются рынки дружественных стран – СНГ, Юго-Восточной Азии, Ближнего Востока, Южной Америки, Африки. В «Росатом Хелскеа» отметили большой интерес турецких партнеров. Значительные перспективы компания видит на рынках стран БРИКС (Бразилия, Россия, Индия, КНР, ЮАР, ОАЭ, Иран, Египет и Эфиопия).
