СМИ о нас

Излучение возникло в результате микроволновой вспышки около протозвезды ММ1.

Астрономы проследили за формированием "зародыша" крупной звезды в созвездии Змееносца и обнаружили спиральные рукава, окружающие формирующееся светило. Об этом в среду сообщила пресс-служба Физического института РАН (ФИАН).

По словам ведущего научного сотрудника ФИАН Ирины Вальтц, команда изучила объект, в котором идет процесс образования протозвезды. Накопление данных о поведении мазерных источников (источник вынужденного микроволнового излучения) в окрестностях дисков аккреции (диффузное вещество, возникающее вокруг массивного тела, например: газовый диск) у небесных тел позволит уточнить параметры этих дисков и изучить ранние стадии формирования массивных протозвезд.

Все звезды Вселенной возникают внутри плотных сгустков из газа и пыли, постепенно сжимающихся из-за наличия небольших неоднородностей внутри них. Впоследствии температуры и давление становятся столь высокими, что в центре таких протозвезд начинают происходить термоядерные реакции.

Астрономов давно интересует то, как протекает процесс сжатия этих облаков из газа и что приводит к формированию протозвезд внутри них. Особенно они изучают возникновение крупных светил: их рождение запускает процесс формирования менее крупных звезд в соседних регионах "звездных яслей", крупных скоплений нейтрального водорода и пыли.

Скрытые рукава звезды

Исследователи получили первые сведения в ходе наблюдений за "звездными яслями" G358.93-0.03, которые расположены в созвездии Змееносца на расстоянии в 22 тысячи световых лет от Земли. Внутри этой области звездообразования скрывается сразу восемь зародышей светил, один из которых, MM1, особенно крупного размера.

Два года назад японские астрономы зафиксировали мощную микроволновую вспышку в окрестностях этой протозвезды. Она возникла в результате взаимодействий между выброшенной ей материей и энергией с молекулами метанола, простейшего спирта. Выработанное метанолом микроволновое излучение подсветило окрестности протосветила, что позволило исследователям детально изучить структуру окружающего его "кокона" из материи.

Для этого ученые определили положение и мощность всех источников излучения, расположенных в ближайших окрестностях формирующейся звезды ММ1. Как оказалось, значительная часть из них присутствовала на больших расстояниях от растущего светила, которые были сопоставимы по размерам с Солнечной системой. При этом все они были объединены в дугообразные структуры, похожие по форме на спиральные рукава Млечного Пути.

По словам Вальтц и ее коллег, астрономы-теоретики достаточно давно считали, что подобные спиральные завихрения должны существовать у формирующихся звезд, однако в прошлом астрономам не удавалось обнаружить их. Последующие наблюдения за звездой MM1 и другими подобными объектами, как надеются астрономы, позволят раскрыть характер перемен в облике и структуре протозвезд на первых фазах их развития.

https://nauka.tass.ru/nauka/14546679

 

ФОТО: NASA

Российские астрономы проследили за формированием «зародыша» звезды в созвездии Змееносца и обнаружили спиральные рукава, которые окружают светило, сообщает пресс-служба Физического института РАН (ФИАН).

Два года назад ученые из Японии зафиксировали в этих окрестностях мощную микроволновую вспышку, которая возникла в результате взаимодействий между выброшенной ей материей и энергией с молекулами метанола. Выработанное метанолом микроволновое излучение подсветило окрестности протосветила, что позволило астрономам детально изучить структуру окружающего его «кокона».

Для этого ученые определили положение и мощность всех источников излучения, расположенных в ближайших окрестностях формирующейся звезды. Оказалось, что большинство из них находились на больших расстояниях от растущего светила, но все они были объединены в дугообразные структуры, похожие на спиральные рукава Млечного Пути.

По словам научного сотрудника ФИАН Ирины Вальтц, астрономы давно считали, что такие спиральные завихрения должны существовать у формирующихся звезд, но обнаружить их не удавалось.

Ученые рассчитывают, что последующие наблюдения за звездой позволят раскрыть характер перемен в облике и структуре протозвезд на первых фазах их развития.

Автор: Ксения Фомченко

https://mir24.tv/news/16507016/rossiiskie-astronomy-obnaruzhili-spiralnye-rukava-v-okrestnostyah-zarodysha-zvezdy

Проект предусматривает создание обсерватории для изучения объектов дальнего космоса.

© Фото: Wil Stewart, Unsplash

Западные партнеры России по реализации проекта «Миллиметрон», предусматривающего создание обсерватории «Спектр-М», официально не отказывались от сотрудничества с Москвой. Об этом заявил руководитель Физического института имени Лебедева РАН (ФИАН) Сергей Лихачев.

«Наше сотрудничество пока никто не отменял официально. Все соглашения, которые были подписаны с другими странами действующие, никто не сказал, что они прерваны. Работа пока затормозилась в силу политических причин, но она продолжается, мы открыты для сотрудничества», - приводит ТАСС слова Лихачева.

В числе зарубежных партнеров России в данном проекте значатся Китай, Италия, Франция, а также Южная Корея. Создаваемая обсерватория в будущем позволит изучать объекты дальнего космоса в миллиметровом, субмиллиметровом и инфракрасном диапазонах спектра. Благодаря этой научной работе ученые рассчитывают получить данные о строении и эволюции объектов Вселенной.

Автор: Ян Брацкий

https://tvzvezda.ru/news/20225524-vTZim.html

Наблюдения за вспышками микроволнового мазерного излучения, исходящими из области звездообразования G358.93-0.03 в созвездии Змееносца, позволили ученым подтвердить, что в аккреционном диске вокруг протозвезды в этой области есть спиральные рукава, и определить их параметры. Результаты исследования, которое провели ученые из Физического института имени П.Н. Лебедева РАН (ФИАН) совместно с коллегами из Нидерландов, Японии, США и других стран, опубликованы в The Astronomical Journal.

«Мы смогли сопоставить положение пятен — источников мазерного излучения — до и после вспышки. Оказалось, что пространственная структура мазерной области резко изменилась: плотное и компактное “спиральное” скопление, обнаруженное до вспышки, эволюционировало в дисперсную, “округлую”, более расширенную структуру после вспышки», — говорит соавтор исследования Ирина Вальтц, ведущий научный сотрудник лаборатории «Изучение быстропеременных процессов и спектроскопии» ФИАН.

Звезды образуются в плотных газопылевых облаках, где плотность вещества настолько велика, что оно начинает сжиматься под действием собственной гравитации и разогреваться, превращаясь в горячее и плотное ядро, протозвезду. Вокруг протозвезд образуются аккреционные диски из пыли и газа, откуда они черпают вещество для роста. Принципиальную роль в образовании звезд играют массивные звезды (с массами более восьми масс Солнца). Они провоцируют формирование рядом с собой менее массивных звезд, но процесс рождения и развития их самих изучен плохо, поскольку они погружены в непрозрачные турбулентные слои родительского облака и недоступны наблюдениям с помощью оптических телескопов. Поэтому ученые много внимания уделяют исследованию зарождающихся массивных звезд (MYSO, Massive Young Stellar Object) и, в частности, аккреционных дисков вокруг них.

В аккреционных дисках могут происходить взрывы, в ходе которых из диска сбрасываются излишки вещества, накопившиеся вокруг центрального объекта в процессе гравитационного сжатия. Этот процесс вызывает свечение окружающей материи в разных диапазонах, и для ученых особо интересно в этом случае мазерное излучение — микроволновый аналог лазерного излучения.

В плотных газопылевых облаках содержится множество молекул, поэтому их второе название — «молекулярные газопылевые облака». На сегодняшний день в космосе открыто более 10 тысяч химических соединений. В основном они излучают так называемые тепловые спектральные линии, которые формируются в условиях термодинамического равновесия. Но некоторые молекулы, имеющие специфические особенности уровней энергии (метастабильные состояния), излучают мазерные линии. В отличие от теплового, мазерное излучение, как и лазерное, является «вынужденным», поскольку требует постоянный приток энергии (то есть нуждается в «накачке»), который создается либо излучением молодой протозвезды, либо столкновениями с молекулами газа. При этом населенность более высоких энергетических уровней оказывается больше, чем населенность более низких равновесных уровней. Астрономы сейчас чаще всего наблюдают мазерное излучение от четырех молекул: молекулы воды (H2O), гидроксила (OH), метилового спирта (CH3OH) и монооксида кремния (SiO).

 Область звездообразования G358.93-0.03 на снимке Млечного пути с телескопа WISE (выделена красным кружком) Фото: NASA

В январе 2019 года японские астрономы обнаружили вспышку в линии метанола (частота — 6,7 гигагерц), исходящую из области звездообразования G358.93-0.03, откуда ранее наблюдалось излучение в инфракрасном диапазоне. Область G358.93-0.03 расположена на расстоянии в 6,75 килопарсека от Солнца. В ней скрыты восемь «растущих протозвезд», которым были присвоены индексы от MM1 до ММ8.

Протозвезды MM1–MM8 в области G358.93−0.03, по данным радиоинтерферометра ALMA.
Фото: С.L. Brogan et al., 2019, ApJL

Через несколько месяцев после вспышки, в марте-апреле 2019 года, в этом же источнике интерферометры SMA и ALMA зафиксировали изменения потока в молекулярных мазерных линиях метанола в субмиллиметровом диапазоне (частота — 199–361 гигагерц, длина волны соответственно — 1,5–0,87 миллиметра). Было открыто и исследовано 14 новых метанольных мазерных линий, которые ассоциировались с ядром ММ1.

Так был замечен аккреционный взрыв, который вызвал резкое увеличение яркости мазерного излучения вокруг плотного протозвездного ядра. Размер аккреционного диска вокруг ядра ММ1 составляет примерно 675 астрономических единиц, то есть в 675 раз больше дистанции от Земли до Солнца. А область, в которой находятся метанольные мазеры вокруг ядра, имеет размер 1350 астрономических eдиниц. Для сравнения: размер Солнечной системы — 40 астрономических единиц.

Изменение потока в мазерных линиях в G358.93-0.03 побудило астрономов к проведению всестороннего исследования этого явления. Было решено проверить гипотезу, что вспышки были вызваны очень редким и коротким по времени явлением — взрывом аккрецирующего плотного протозвездного ядра ММ1. Для этого «Сообщество мазерной астрономии» (Maser Monitoring Organization) организовало непрерывные систематические наблюдения источника G358.93-0.03 как на одиночных телескопах, так и на интерферометрах.

Сотрудники Астрокосмического центра ФИАН совместно с коллегами из других стран подали заявку на наблюдения с помощью интерферометра VLA в США, состоящего из 27 антенн диаметром 25 метров, связанных общим кабелем, то есть работающих как однозеркальный телескоп размером около 36 километров в диаметре. Интерферометр позволяет не только измерять потоки от источника, но и строить карты всех его пространственных компонентов. Заявка была принята, наблюдения состоялись в январе и июле 2019 года.

Астрономы ФИАН исследовали мазерное излучение от ММ1 на частотах 6181.13, 6668.52, 12178.6, 12 229.35, 20346.86, 20970.62 и 23121.02 мегагерц в семи переходах в молекуле метанола и обнаружили, что все вспышки метанольных мазеров исходят из одной области, но при этом пространственное распределение метанольных мазеров в ней резко меняется.

В частности, до взрыва метанольные мазеры на частотах 6.67, 12.18 и 23.12 гигагерц находились в вытянутых областях в направлении от северо-востока к юго-западу. После вспышки в них прослеживаются дугообразные структуры. При этом область нахождения мазеров расширялась, а градиент скорости уменьшался. Кроме того, ученые точно рассчитали положение трех новых метанольных мазеров на частотах 6.18, 12.23 и 20.97 гигагерц и представили их первые изображения.

 

Реконструкция положения спиральных рукавов вокруг MM1.
Фото: Chen et al./MPIA

Ученые полагают, что все наблюдаемые мазеры являются частью спиральных рукавов внутри аккреционного диска, которые были предсказаны ранее, и гипотеза о наличии спиральных рукавов в источнике G358.93-0.03 подтверждается сравнением распределения мазерных пятен в наблюдениях на VLA с их распределением, полученным в предыдущих наблюдениях на интерферометре ALMA. Кроме того, ранее при исследовании вспышки были открыты три новых мазера: на очень редких молекулах HDO (полутяжелая вода) и HNCO (изоциановая кислота) и на молекуле метанола с тяжелым изотопом углерода 13CH3OH, причем именно эти три редких мазера указали на спиральную структуру вокруг ММ1.

«Для оценки эволюции мазерного распределения в наблюдениях на VLA области мазерного излучения в источнике G358.93-0.03 было рассмотрено положение пиков мазерного излучения. Были обнаружены два пика плотности, которые можно интерпретировать как поворотные точки спиральных рукавов», — поясняет Ирина Вальтц.

Полученные данные проливают свет на локальные физические условия в метанольных мазерах. Пространственное распределение мазеров позволяет выявить распределение температуры, плотности и усиления излучения в области их нахождения, а кинематика мазерных пятен — проследить за движением газа. В дальнейшем это поможет лучше понять, как меняется структура аккреционного диска протозвезды.

«Мы наблюдали интересный для нас объект, в котором идет процесс образования протозвезды. Основная цель наших исследований — накопление данных о поведении мазерных источников в окрестностях аккрецирующих дисков, что позволит уточнить параметры этих дисков и проследить самые ранние стадии формирования массивных протозвезд», — заключает Ирина Вальтц.

Источник: ФИАН

https://www.atomic-energy.ru/news/2022/05/04/124424

Чем живет и дышит Троицкий филиал Физического института Академии наук и зачем там создан технопарк, рассказывает А.В. Наумов, профессор РАН, доктор физико-математических наук.

 
- Андрей Витальевич, мы находимся на Троицкой площадке Физического института Академии наук. Для чего вообще в Троицке нужно было создавать  филиал ФИАНа?

– Решение о строительстве филиала ФИАНа в Троицке было принято в 1963-м году. К этому времени Троицк постепенно уже начал превращаться в то, что сейчас называется наукоградом. Здесь появился Академгородок, активно начали строиться академические институты. Строился наш крупнейший в городке институт ТРИНИТИ – Троицкий институт термоядерных исследований и инноваций. К концу шестидесятых годов уже сложилась та площадка, которую мы имеем в настоящее время.

Шестидесятые годы – это расцвет физики и во всем мире, и у нас в стране, когда стало понятно, что именно физические методы исследования способны дать невероятные технологические прорывы по самым разным областям знаний, причем не только в физике, но и в разнообразных междисциплинарных приложениях – в медицине, в химии, в астрофизике и так далее. Нужно было строить разноплановые профильные институты, для того чтобы закрывать различные направления в физике и ее приложениях.

Физический институт имени Лебедева как один из самых больших институтов не мог пройти мимо этой задачи. 16 мая 1960 года была получена первая лазерная генерация Теодором Мейманом, а до этого наши соотечественники, академики Басов и Прохоров, будущие лауреаты Нобелевской премии, достигли замечательных результатов, и стало понятно, что направление нужно развивать.

Здесь мы переходим к направлению, которое, главным образом, представлено в Троицком ФИАНе. Это оптика, или то, что сейчас называется фотоникой. Дело в том, что в каком-то смысле, фотоника является «зрением современной науки». Практически в любой области естественных наук нам приходится использовать оптические, фотонные, спектроскопические инструменты исследований. Появление лазеров простимулировало создание специальной площадки для конструирования приборов современной оптики и фотоники.

– Что такое фотоника, какова ее инструментальная база?

– Это излучатели света – источники электромагнитного излучения, это преобразующая оптика, разнообразные оптические инструменты, и, наконец, детекторы. В 1963-м году было принято решение создать здесь, в Троице, большую площадку, опытно-конструкторское бюро, где бы все эти вопросы и решались. Была выделена значительная площадь, появился Троицкий филиал Физического института имени Лебедева как та площадка, где бы обкатывались новые конструкторские решения для того, чтобы можно было осуществить связь фундаментальной науки и ее приложений в самых разных областях.

– Насколько я понимаю, эта задача сохранилась поныне. Здесь сейчас действует технопарк и решается целый ряд прикладных задач.

– Да, действительно, технопарк появился в нулевые годы. Официальное решение о его строительстве было принято в 2008 году. Перед этим, как мы все понимаем, был жуткий провал девяностых годов, но, несмотря на трудности, Троицкая площадка продолжила развиваться. Коллектив ФИАН под руководством предыдущего и нынешнего директоров ФИАН академика РАН Г.А. Месяца и члена-корреспондента РАН Н.Н. Колачевского приложили все усилия для того, чтобы научные школы продолжили свою работу.

Здесь, помимо фотоники, развиваются и другие направления, и о них нужно вспомнить. Это направление ядерной физики и физики высоких энергий. В ускорительный комплекс ФИАН «Пахра» С-25Р входит электронный синхротрон С-25Р, ускоряющий электроны до энергии порядка 1 ГэВ, это ускоритель, на котором и сейчас можно проводить конкурентные исследования.

Кстати говоря, бессменным руководителем этого отдела физики высоких энергий в Троицком филиале ФИАН вплоть до 1990 года был еще один выдающийся российский физик, лауреат Нобелевской премии по физике 1958 года Павел Алексеевич Черенков. Интересно, что даже эти глубоко фундаментальные исследования могут дать прикладной выход, в частности, в области медицинской физики.

Но я больше хотел бы остановиться на оптических, фотонных технологиях как одном из основных направлений работы Троицкой площадки. В первую очередь, это разработка, создание и испытание новых лазерных источников света. Именно на площадке Троицкого технопарка появились компании-стартапы, которые занимают лидирующие позиции в части производства современных лазеров.

Всемирно известная компания «АВЕСТА Проект» – это выходец из Физического института Академии наук, и она базируется здесь, в технопарке ФИАН и продолжает работать над созданием самых современных приборов квантовой электроники и фотоники.

Очень важно понимать, что прибор сам по себе не может появиться. Любая высокотехнологичная компания должна опираться на результаты фундаментальных исследований, что и происходит как в головном ФИАНе, в других институтах Академии наук, так и в Троицке.

Новые источники света, которые производятся в компаниях, представлены в Троицком технопарке. Они активно задействуются в фундаментальных исследованиях по всему фронту современной фотоники. Это и материаловедение, и спектроскопия, причем, спектроскопия самых разных сред. Это физическая химия, и, наконец, это разнообразные приложения, в частности, науки о жизни (life science), в том числе, медицина.

 
– Знаю, что на базе Троицкого ФИАНа успешно работает целый ряд лабораторий. Расскажите о них, пожалуйста.

– Как я уже сказал, для современной оптики и фотоники нужны источники излучения, преобразователи, то есть оптические компоненты и детекторы. В институте на Троицкой площадке представлены лаборатории, где разрабатывают новые лазеры, в том числе материалы для новых лазеров.

Здесь очень много сверх актуальных задач. Например, есть задача создания эффективных лазерных источников, рассчитанных на инфракрасный диапазон спектра в диапазоне нескольких микрон. Это очень важно как для современных телекоммуникаций, для квантовой оптики, для создания квантовых технологий, для квантового компьютера, так и для медицинских приложений, потому что именно в инфракрасном диапазоне имеются окна прозрачности для того, чтобы производить какие-то терапевтические или даже хирургические действия внутри живых биологических тканей. Поэтому разработка фундаментальных основ новых источников, испытания и апробация тех источников, которые уже создаются, очень важны.

Здесь возможны самые разнообразные технологии. Это полупроводниковые лазеры, оптоволоконные лазерные системы, твердотельные лазеры, газовые лазеры, которые уже традиционно используются многими.

Второе важное направление – создание современных оптических компонентов. Развитие этого направления чрезвычайно важно и для реального сектора экономики всей страны, и для институтов наукограда, и для конкретных научных направлений ФИАНа. Прямо сейчас мы находимся в лаборатории, где можно создавать ультрасовременную оптику, оптические компоненты, зеркала и оптические фильтры с заданными спектральными характеристиками. Такие компоненты нужны если в эксперименте требуется отразить максимальное или заданное количество света, то есть обеспечить заданный уровень прозрачности в заданных диапазонах длин волн. Так вот здесь эта технология представлена в полном объеме. Вы можете видеть, как работают напылительные машины, которые позволяют создавать многослойные оптические компоненты, конкурентоспособные на международном уровне.

Наконец, в Троицком ФИАНе находится лаборатория, которая разрабатывает стандарты частоты. Вся современная навигация, метрология основана на лазерных системах, на лазерных стандартах частоты. Здесь создаются те самые лазеры, которые затем уходят в те лаборатории, где и разрабатываются новые атомные стандарты частоты, лазерное охлаждение и пленение атомов. Все это невозможно без сверхстабильных лазерных систем, которые разрабатываются здесь, на Троицкой площадке.

– Ваша научная биография тесно связана с еще одним Троицким институтом, «дочкой» ФИАНа – Институтом спектроскопии РАН. Каким образом эти два института связаны между собой?

– ИСАН был создан в 1968 на основе Комиссии по спектроскопии, и его «ядром» стали представители ФИАНа, включая первого директора С.Л. Мандельштама, выдающегося ученого-спектроскописта, ученика Басова – В.С. Летохова, директора ИСАН в период с 1989 по 2015 год Е.А. Виноградова. Научная школа Шпольского-Персонова, к которой относятся работы моего коллектива, тоже имеет тесную связь с ФИАНом, в частности, с отделом люминесценции.

Кстати говоря, первый директор ФИАНа С.И. Вавилов вместе с Э.В. Шпольским были учениками П.П. Лазарева. Роман Иванович Персонов (ученик Шпольского и мой первый научный учитель) после защиты диссертации в Московском государственном педагогическом институте на кафедре теоретической физики перешел в ИСАН, где и основал научную школу селективной лазерной спектроскопии сложных органических молекул, к которой мне посчастливилось присоединиться в 1996 году. В нынешнем году мне можно праздновать 25-летний юбилей.

– Четверть века – немалый срок.

– Фактически вся научная жизнь. Обсуждая это научное направление, мы снова сталкиваемся с революционной ролью лазеров. Как было показано Персоновым с коллегами, использование узкополосного лазерного излучения выводит спектроскопию сложных органических соединений на качественно новый уровень, позволяет эффективно решать обратную спектроскопическую задачу, определять свойства молекул по ее тонкоструктурным спектрам, изучать внутри- и межмолекулярные взаимодействия, осуществлять высокочувствительные аналитические измерения, имеющие важное прикладное значение в химии, экологии, биологии и медицине. Кульминацией развития этого направления стали спектроскопия одиночных молекул и флуоресцентная наноскопия – микроскопия сверхвысокого пространственного разрешения. Эти направления в 2014 году были отмечены Нобелевской премией по химии. Мы очень гордимся сотрудничеством с одним из лауреатов – профессором У.Э. Мернером, который в 2018 году стал почетным профессором МПГУ.

Именно в направлении флуоресцентной наноскопии конденсированных сред с детектированием одиночных квантовых излучателей различной природы и химического состава работает наша группа, в которую входят сотрудники, аспиранты и студенты сразу нескольких организаций – ИСАН, МПГУ, ФИАН, ВШЭ, МГУ им. Ломоносова. Изучая свечение отдельных молекул органических красителей, полупроводниковых нанокристаллов – т.н. квантовых точек, центров окраски в нанокристаллах, люминесцирующих наночастиц, мы можем исследовать процессы взаимодействия фотонов с веществом на микроскопическом уровне, что очень важно как с фундаментальной точки зрения, так и для потенциальных приложений.

Так, именно одиночные квантовые излучатели рассматриваются в качестве основы источников неклассического света, столь необходимых для создания квантового компьютера и квантовых телекоммуникационных систем.

Флуоресцентная наноскопия стала одним из наиболее востребованных аналитических инструментов в современной биофизике и медицинской диагностике. Как мы видим в экспериментах, спектры одиночных квантовых излучателей чрезвычайно чувствительны к параметрам локального окружения, что может быть использовано для развития современных сенсорных технологий, в том числе в устройствах интегральной (on-chip) оптики. Наша группа изучает все эти процессы и явления в широком температурном диапазоне от комнатной до криогенных, в широком спектральном диапазоне, с высоким временным разрешением вплоть до фемтосекундного.

В лаборатории можно увидеть уникальное научное оборудование, разрабатываемое, в том числе, учеными ФИАНа. Оно используется в самых современных экспериментах. Например, одним из ключевых элементов установки для детектирования одиночных молекул и наночастиц является импульсный перестраиваемый пико-фемтосекундный лазер, разработанный на базе Технопарка ФИАН компанией АВЕСТА. Отличительной особенностью наших работ является люминесцентная спектромикроскопия при криогенных температурах, где мы используем криогенное оборудование, созданное при участии ученых криогенного отдела ФИАН.

– Какие планы на будущее лелеет Троицкий филиал ФИАНа?

– Это замечательный вопрос. Известно выражение «время разбрасывать камни,  время собирать камни». Хотелось бы надеяться на то, что мы подошли к этапу собирания камней. У нас есть замечательная площадка, Наукоград Троицк, где расположены ведущие институты с богатейшей историей, и в то же время с современной наукой.

Во всех институтах, которые расположены в Наукограде Троицк, есть коллективы, есть научные группы, лаборатории, которые выполняют исследования на передовом крае науки, и они признаны международным сообществом. Площадка ФИАН, это, в каком-то смысле, замечательный потенциал – запасный фонд, который хотелось бы использовать в будущем.

Что для успешного развития нужно? По большому счету, эффективное вложение в три составляющие: науку, образование и инновации. Про фундаментальную науку, ну, в общем-то, все понимают и все много говорят, что в нее нужно вкладываться, потому что в будущем она рано или поздно обязательно принесет свои плоды. Но также, без сомнения, нужны прикладные исследования с осязаемым результатом в средне- и краткосрочной перспективе. Те самые инновации, благодаря которым знания можно превратить в деньги. Технологические площадки, которые могут быть созданы на базе, в частности, Троицкого филиала ФИАН и вообще в Наукограде, могли бы пользоваться теми результатами фундаментальных исследований, которые рождаются здесь же, в наших институтах. Это вторая компонента, на которую мы рассчитываем, – создание высокотехнологичных производств.

Ну, и, наконец, третья компонента, которая, без сомнения, нужна и Наукограду, и Большой Москве, и всей стране, и обществу в целом, – это образовательная площадка, которая нужна Троицку как воздух. У нас есть многочисленные связи с ведущими вузами страны. Еще с середины прошлого века во всех институтах располагались базовые кафедры Московского физико-технического института.

Совсем недалеко от нас находится Московский Государственный университет имени Ломоносова, где есть физический и химический факультеты, в сотрудничестве с которыми заинтересованы наши НИИ. Несколько лет назад базовые кафедры начал открывать НИУ ВШЭ. Здесь представлен МГТУ имени Баумана, МИФИ и другие университеты. Например, моя группа активно взаимодействует с Московским педагогическим государственным университетом, где я заведую кафедрой теоретической физики имени Э.В. Шпольского.

Это, кстати говоря, еще одна задача: мало подготовить будущих ученых, нужно подготовить учителей будущих ученых. Это принципиальная задача, особенно в условиях, когда, ну, вот сейчас модно говорить, когда меняется технологический уклад, нам нужны педагоги совершенно нового качества, преподаватели-исследователи. Поэтому третья компонента, образовательная, должна быть представлена в Наукограде и, в частности, на Троицкой площадке ФИАН.

В этом смысле мы рассчитываем на создание объединенного научно-образовательного центра, который бы занимался подготовкой научных и научно-образовательных кадров высшей квалификации. Вот эти три компоненты – фундаментальная наука, высокотехнологичные производства и образование – три кита, на которых мы и стоим. Мы очень рассчитываем, что усилиями всего научного сообщества, при поддержке государства, министерств и ведомств и, в том числе, самих производств, кровно заинтересованных в том, чтобы все это реализовать, удастся эти три компоненты реализовать.

Беседовала: Наталия Лескова
Фото: Андрей Луфт

https://scientificrussia.ru/articles/tri-kita-sovremennoj-fiziki

Троицкие школьники стали призёрами Всероссийской викторины юных физиков – 2021 отделения физических наук РАН. Ксения Баксанская (на фото) из 8 «ФМ» класса Лицея Троицка – лауреат III степени, а Денис Мартынов из 11 «Б» гимназии им. Пушкова – II

Викторина появилась весной 2020 года во время дистанта. «В самом начале карантина прошла онлайн-встреча актива при Президиуме РАН, – говорит председатель оргкомитета викторины Андрей Наумов, руководитель ТОП ФИАН, завкафедрой МПГУ. – У нас была задача: придумать инструмент для взаимодействия со школьниками в рамках допобразования. Схожую олимпиаду перед этим проводили химики».

Оргкомитет сформировали из молодых учёных НИИ Троицка (ФИАН, ИСАН), студентов и аспирантов МПГУ, МГУ, МФТИ, ВШЭ. Первый конкурс был в мае 2020 года. И теперь в первую половину мая каждые два-три дня на сайте отделения физических наук РАН gpad.ac.ru/edu появляются задания для трёх групп: 5–7 классы, 8–9 классы, 10–11 классы. Вопросы по физике и астрономии, в большинстве нестандартные и часто не имеющие решения, готовят академики, члены-корреспонденты и профессора РАН. Так, в 2021 году академик РАН Валерий Рубаков предложил школьникам узнать, что чернее: чёрная дыра или тёмная материя, академик РАН Вадим Бражкин задал вычислить оптимальный размер камней на пляже, по которым можно ходить.

По сложившейся традиции награждение проходит через год, накануне следующей викторины. В 2021 году в конкурсе участвовали 484 школьника разных возрастов из 56 городов России, из ДНР и даже Австралии. Восемь туров состояли из 26 вопросов, посвящённых 60-летию первого полёта человека в космос, Дню радио, Троицку-наукограду, Дню Победы и другим.



В общей сложности прислано 2 265 ответов. Среди критериев, которыми руководствовалась комиссия (эту роль взяли на себя студенты и аспиранты МПГУ), логичность рассуждений, использование физических и математических законов, умение приводить примеры. Победителями стали 58 школьников, в том числе и троичане.

«Я часто участвую в олимпиадах, люблю физику и астрономию. Мне стало интересно ответить на вопросы, которые придумали учёные, – рассказывает лицеистка Ксения Баксанская. – Например, нам предложили рассчитать расположение телескопа, чтобы в него можно было увидеть определённую планету».

Награждение состоялось 22 апреля в здании Президиума РАН. Дипломы лауреатам вручал президент РАН академик Александр Сергеев. III Всероссийская викторина юных физиков ОФН РАН пройдёт с 1 по 16 мая.

Наталья МАЙ
фото Александра РУЗАЕВА

https://xn--h1aafjecekgm2au.xn--80adxhks/voprosy-dlya-yunyx-fizikov/

Вице-президент РАН Валерий Бондур рассказал о направлениях работы для обеспечения независимости России от импорта

Москва. 30 июня. INTERFAX.RU - На состоявшемся в Петербурге Международном экономическом форуме большое внимание почти на всех площадках уделялось проблеме импортозамещения. А точнее - как снивелировать последствия запрета на поставки в Россию необходимых для промышленного развития товаров.

Наш специальный корреспондент Вячеслав Терехов беседовал на эту тему с вице-президентом РАН академиком Валерием Бондуром.

- Проблема импортозамещения не нова. Последние лет десять о ней говорят со многих трибун. Именно в решении проблемы, как заместить все то, что отказывается нам поставлять Запад, видели единственное условие дальнейшего развития страны. Эту тему затронул в своем программном выступлении и президент Российской Федерации Владимир Путин. Однако он предостерег от стремления слепо копировать все запрещенные к ввозу товары и оборудование. Импортозамещение, сказал он, не может стать панацеей, надо отказаться от слепого копирования импорта, самим создавать товары и сервисы мирового стандарта.

Но для того, чтобы, создавая, не копировать, а делать новое, нужна наука, нужно объединение науки и бизнеса. Тогда, вероятно, можно справиться с проблемой импортозамещения.

- Во-первых, сразу хочу отметить, что мы в Российской академии наук предпочитаем термину "импортозамещение" "независимость от импорта". Потому что заместить импортный товар своим, даже таким же, не имеет особого смысла, так как это означает повторять пройденное. К тому же, откровенно говоря, копирование совсем не означает создание равного по качеству и по стоимости товара или изделия.

Где-то - да, нужна точная копия деталей и узлов, которые перестали поставляться из-за санкций. Есть такие товары, которые требуют быстрого и точного повторения. А есть задачи стратегические, которые требуют работы на опережение. Это правило должно действовать в любой отрасли. Например, в автомобилестроении, о котором сейчас модно говорить, или в авиастроении. Это импортонезависимость. Необходимо не только заместить товар, продукцию или комплектующие, но и найти новое решение. Для этого надо переходить на новые технологии, требующие проведения соответствующих научных исследований, и обеспечивать интеграцию науки и реального сектора экономики. Должна быть не только теория, но и практические приложения.

- Примеры такой интеграции уже есть?

- Мы предложили ряд наиболее приоритетных направлений деятельности и президент РАН академик А.М. Сергеев доложил о них президенту страны В.В. Путину. По указанию президента Российской Федерации РАН совместно с Минпромторгом России предложили шесть первоочередных направлений для обеспечения импортонезависимости, в том числе, в таких областях, как медицинское оборудование и фармацевтика (прежде всего создание магнитно-резонансных томографов); химические технологии; биотехнологии; микроэлектроника; лазерная техника; фотоника; станкостроение. Мы провели уже три заседания президиума РАН совместно с Минпромторгом России, на которых заслушали доклады ученых и представителей реальных секторов экономики, наметили планы действий, создаем рабочие группы с участием представителей РАН и научных организаций, организаций реального сектора экономики, а также заинтересованных министерств, ведомств и госкорпораций.

- Это сферы, где намечается интеграция науки и промышленности. А есть примеры, где она уже работает?

- Есть серьезные достижения у нас и с госкорпорациями "Росатом", "Роскосмос", "Ростех", ПАО "РЖД" и другими крупными компаниями.

Например, в рамках соглашения между Российской академией наук и государственной корпорацией по атомной энергии "Росатом" РАН и институты, функционирующие под ее научно-методическим руководством, участвуют в работах, результаты которых будут способствовать успешной реализации Комплексной программы "Развитие техники, технологий и научных исследований в области использования атомной энергии в Российской Федерации". В том числе это относится к реализации проекта "Прорыв" для достижения нового качества ядерной энергетики путем разработки и запуска промышленных установок замкнутого ядерного топливного цикла на базе реакторов на быстрых нейтронах. В этой программе импортозамещение не требуется, так как в ней будут использованы самые передовые российские технологии.

- Это отрасли, где все-таки традиционно мы были крепкими. Но есть такие как микроэлектроника, а за последние тридцать лет - и самолетостроение. Там отставание полное.

- Да, микроэлектроника - это сложный вопрос, потому что для ее развития нужно применять новые технологии. Наши предприятия пока обеспечивают производство электронной компонентной базы, которая, как правило, уступает зарубежным образцам.

- Это сложно, потому что нужно полностью промышленность изменять?

- Нет, не полностью, но многое нужно менять. В свое время у нас объявляли, что мы по микроэлектронике уже всех опередили. На самом деле все это было не так.

- Тогда была шутка: наши микрочипы самые большие в мире.

- Да, было такое.

- Затронем теперь самолетостроение. Фактически, мы потеряли отечественную авиапромышленность, которая была развита в Советском Союзе. Все с девяностых годов закупали, а то, что делали, вернее, собирали, было из импортных материалов.

- Сейчас самолетостроение в нашей стране интенсивно развивается. В настоящее время уже эксплуатируется ряд отечественных пассажирских самолетов. При этом такие лайнеры как Sukhoi Superjet New, МС-21 и Ту-214 полностью независимы от иностранных комплектующих.

Одной из наиболее острых проблем было обеспечение отечественного производства композитных материалов, необходимых для изготовления крыла самолета МС-21. Но, благодаря тесному взаимодействию науки и промышленности, эта проблема была успешно решена.

- Что сейчас практически делается в РАН для обеспечения импортонезависимости? Приведите несколько примеров.

- Например, как я уже говорил, в соответствии с поручением руководства страны Минпромторгом России совместно с Российской академией наук в оперативном порядке были определены шесть первоочередных критически важных направлений научно-технологической деятельности для обеспечения импортонезависимости, в том числе:

- создание российского производства магнитно-резонансных томографов (МРТ) для высокоточной медицинской диагностики;

- развитие химического комплекса;

- отечественная микроэлектроника;

- промышленные биотехнологии;

- лазерные и оптические технологии;

- отечественное станкостроение.

Для координации работ в этих направлениях сформированы экспертные группы с участием представителей Российской академии наук, научных организаций, организаций реального сектора экономики, а также заинтересованных представителей федеральных органов исполнительной власти и госкорпораций.

В настоящее время уже начаты совместные работы над этими приоритетными проектами.

- У нас очень остро стоит вопрос с медицинской техникой. Я недавно делал МРТ, и лет 15–20 тому назад была та же труба, в которой душно лежать, так и до сих пор. Она импортная. Но хорошо, что эта есть!

- МРТ! Одна из наших групп занимается проблемой медицинского оборудования и, в частности, созданием отечественных МРТ. В работах по созданию магнитно-резонансных томографов в интересах высокоточной медицины участвуют Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН (ФИАН), АО "Русатом Хэлскеа" (входит в ГК "Росатом"), ООО "Антей-Мед" (входит в ОАО "Алмаз-Антей").

Наш Физический институт имени Лебедева РАН сделал свой экспериментальный образец МРТ, который соответствует мировому уровню. Если нам не будут поставлять это важное медицинское оборудование, то, значит, необходимо организовать его серийное производство. Но сначала требуется довести его экспериментальную версию, как говорят, до промышленного образца. То есть, теоретически мы можем этот аппарат сделать, но это требует определенного времени.

- А кто участвует в работах по другим названным вами направлениям?

- Для развития химического комплекса - Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН, ФИЦ "Институт катализа им. Г.К. Борескова" Сибирского отделения РАН, ООО "СИБУР";

– в области отечественной микроэлектроники - Институт нанотехнологий микроэлектроники РАН, Институт проблем химической физики РАН, Институт проблем технологии микроэлектроники РАН, Физико-технологический институт им. К.А. Валиева РАН, АО "НИИ молекулярной электроники", АО "Научно-исследовательский институт точного машиностроения", АО "Элемент";

– по промышленным биотехнологиям - ФИЦ "Биотехнологии" РАН, ООО ПО "Сиббиофарм", АО "ЭФКО";

– по лазерным и оптическим технологиям - ФИЦ "Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН", ФИЦ "Институт прикладной физики РАН", Институт лазерной физики Сибирского отделения РАН, Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики, ООО "ТД "Вартон";

– в области отечественного станкостроения - Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения РАН, Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН, Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН, Московский государственный технологический университет "СТАНКИН", АО "Наука и инновации" (входит в ГК "Росатом"), НПК "ЦАГИ" им. Н.Е. Жуковского.

- А есть еще примеры?

- Еще один пример работы Российской академии наук как площадки для координации взаимодействия науки и организаций реального сектора экономики - это реализация соглашения между Российской академией наук и ПАО "КАМАЗ", в рамках которого предусмотрены работы в интересах развития передовых цифровых, интеллектуальных производственных технологий, роботизированных систем, применения новых материалов и способов конструирования, внедрения систем обработки больших объемов данных, машинного обучения и искусственного интеллекта в автомобилестроении, а также развития технологий водородной энергетики в автомобилестроении.

В настоящее время уже созданы четыре рабочие группы по направлениям "Электрические и водородные транспортные средства", "Передовые материалы", "Автономные транспортные средства и электроника. Системы навигации. Интеллектуальные системы контроля состояния водителя", "Подготовка персонала и сотрудничество с организациями высшего профессионального образования". В состав этих рабочих групп входят как главные конструкторы и ведущие специалисты ПАО "КАМАЗ", так и ведущие ученые научных организаций, а также профильных ВУЗов. Формируются технические задания на перспективные направления проведения совместных работ.

- На этом автогиганте есть примеры решения проблемы импортозамещения или, как вы говорите, импортонезависимости? Конкретнее: как там заменили импортные части?

- У "КАМАЗа" компаньоном был "Мерседес", а конкретнее компания "Даймлер Тракс". В связи с этим в условиях широкомасштабных санкций была угроза, что "КАМАЗ" может остаться без ряда комплектующих, в том числе и лонжеронов для автомобильных рам. Теперь "КАМАЗ" освоил производство своих. Немцы измеряли специальными оптическими приборами, как деформируются наши отечественные лонжероны, и сравнили эти показатели с мерседесовскими. Измерили. Оказалось, что наш, сделанный из отечественного материала, под нагрузками деформируется меньше.

Но "КАМАЗ" был обеспокоен еще и тем, что у них поддонов пластиковых не было: производство новых поддонов было развернуто на соседнем предприятии. Так они появились на "КАМАЗе". Вопросов ни к ним, ни к другим совместно разработанным и созданным деталям нет.

Качество автомобилей "КАМАЗ" очень высокое. Об этом свидетельствуют регулярные победы на знаменитых международных авторалли "Париж-Дакар".

- Мы сильны в энергетике. Но эта сила опирается на уходящие источники энергии, а не на возобновляемые. А жизнь нас не толкает ускорить переход к зеленой экономике?

- В дальней перспективе, безусловно, так. Но, как показала жизнь, особенно в ситуации, сложившейся после 24 февраля 2022 года, возможности углеводородной энергетики далеко не исчерпаны. У нашей страны в этом есть существенные преимущества. Многие, даже иностранные ученые и инженерно-технические работники говорят: зачем вы торопитесь переходить на возобновляемую энергетику, когда у вас есть природный газ. Сегодня это самый экологически чистый источник энергии. Вы его используйте более широко.

- А как с атомной энергетикой?

- Вклад атомной энергетики в энергетический баланс России составляет 20%. А разве атомная энергетика не экологически чистая? Ее даже недружественные страны признавали и признают сейчас как зеленую энергетику.

- Но атомная энергетика все-таки опасна. Чернобыль доказал, и не только Чернобыль.

- Тогда применялись старые технологии, а сейчас используются другие, безопасные.

Наша страна стремится достичь нового качества ядерной энергетики путем разработки и запуска промышленных установок замкнутого ядерного цикла на базе реакторов на быстрых нейтронах (Проект "Прорыв"). Например, в рамках этого проекта под научным руководством Института высокотемпературной электрохимии Уральского отделения РАН производится разработка и создание технологии пирохимической переработки отработавшего ядерного топлива реакторов на быстрых нейтронах, в которых принимают участие более десяти предприятий реального сектора экономики, являющиеся лидерами в своей области деятельности.

Кроме того, в настоящее время госкорпорацией "Росатом" с привлечением ученых разрабатывается проект "Зеленый квадрат", предусматривающий объединение в единый комплекс четырех низкоуглеродных источников энергии, где атомная энергия и гидроэнергетика обеспечивают базовую нагрузку, а ветровая и солнечная – пиковую. В этом проекте на РАН ложится важная задача, связанная с разработкой технологического обоснования включения ядерной энергетики в этот комплекс в качестве полноценного экологического звена.

- Расскажите о некоторых других направлениях совместной работы с госкорпорацией "Росатом".

- Большая совместная работа госкорпорации "Росатом" с РАН и научными организациями, функционирующими под ее научно-методическим руководством, проводится по формированию и подготовке к запуску комплексных научно-технических программ и проектов полного инновационного цикла (далее - КНТП). Это относится, например, к таким областям, как создание новых композиционных материалов, а также разработка робототехнических технологий вывода из эксплуатации объектов использования атомной энергии для снижения экологического ущерба и минимизации использования человека в опасных зонах.

В рамках соглашения о сотрудничестве между Сибирским отделениям РАН и РФЯЦ-ВНИИЭФ (Госкорпорация "Росатом") намечены 11 основных направлений сотрудничества, включая разработку крупных ускорительных комплексов, в том числе синхротронов, работы в области управляемого термоядерного синтеза, ядерной и лазерной физики, фотоники и других направлений.

- А что в области медицины?

- Ярким примером взаимодействия академической науки и предприятий реального сектора экономики России является разработка отечественной вакцины против коронавирусной инфекции COVID-19, вызываемой коронавирусом SARS-CoV-2. В Национальном исследовательском центре эпидемиологии и микробиологии имени Н.Ф. Гамалеи Минздрава России (директор - академик РАН Гинцбург А.Л.) за короткое время создали эффективные вакцины против COVID-19 (прежде всего, Спутник V). Было освоено ее промышленное производство как на собственной базе, так и на базе АО "ГЕНЕРИУМ", АО "БИОФАРМ", ЗАО "БИОКАД" и других предприятиях.

Еще одна российская однокомпонентная инактивированная вакцина против COVID-19 разработана в Федеральном научном центре исследований и разработки иммунобиологических препаратов имени М.П. Чумакова РАН. Промышленное производство вакцины "КовиВак" наладила компания "Нанолек" на заводе, расположенном в Кирове.

Для оптимизации питания детского и взрослого населения России, борьбы с ожирением и ликвидации дефицита микронутриентов Российской академией наук создан консорциум "Здоровьесбережение, демография, питание". В состав Консорциума входит 12 ведущих научных учреждений, функционирующих под научно-методическим руководством РАН, а также 35 индустриальных партнеров - крупных производителей продовольственного сырья и пищевой продукции. Координатором работ является "ФИЦ питания и биотехнологии". За менее чем один год работы Консорциума общий рост производства отечественных обогащенных и специализированных продуктов составил более 2%, в настоящее время находятся в завершающей стадии разработки или на регистрации более 30 новых продуктов, реализуются образовательные программы в области здорового питания для специалистов и населения.

- Наш ответ на новые вызовы!

- Российская академия наук активно взаимодействует с реальным сектором экономики. РАН и ее научные организации в общей сложности заключили 23 соглашения о сотрудничестве. Десятки институтов РАН сотрудничают с госкорпорацией "Росатом", госкорпорацией "Роскосмос", госкорпорацией "Ростех", ПАО "РЖД", "Газпромом" и многими другими объединениями. Напомню, Минпромторг России совместно с РАН определил первоочередные критически важные направления научно-технологической деятельности для обеспечения импортонезависимости.

Объединение усилий ученых и производственников в сфере импортонезависимости или замещения касаются и такого важного направления, как пищевая промышленность. Это - обеспечение безопасности биотехнологий, производство отечественных пищевых продуктов.

Все эти факты можно объединить одним девизом: это наш ответ на новые вызовы в условиях технологической изоляции

Источник

Группа ученых во главе с директором Дагестанского федерального исследовательского центра РАН Акаем Муртазаевым продолжит исследования микроволнового астроклимата в Дагестане для оценки перспектив размещения субтерагерцового радиотелескопа. Третья по счету экспедиция в Дагестане проводится в рамках готовящейся академической программы развития субтерагерцовой астрономии.

В понедельник, 20 июня, на двухмесячное дежурство в Дагестан приедет делегация из трех научных сотрудников, в которую входит научный сотрудник Специальной астрофизической обсерватории РАН Андрей Марухно. Помимо установки прибора, они обследуют окрестности площадки горы Маяк около села Гуниб Гунибского района по заказу обсерваторостроителей: оценят размеры и доступность площадок, проблемы создания коммуникаций (доставка, энергетика, связь), а также измерят углы закрытия горизонта.

Ранее учёными из четырёх академических учреждений, подведомственных Минобрнауки России: Дагестанского федерального исследовательского центра РАН, Специальной астрофизической обсерватории РАН (Карачаево-Черкесия), Астрокосмического центра ФИАН им. П. Лебедева (Москва) и Института прикладной физики РАН (Нижний Новгород), были изучены площадки горы Маяк около села Гуниб Гунибского района, горы Шалбуздаг около села Мискинджа Докузпаринского района и в селе Чираг Агульского района.

«Целью этих экспедиций является натуральное изучение микроволнового астроклимата в наиболее перспективных условиях для закрытия инструментов субтерагерцового облучения точек горного Дагестана. В течение 8 лет учёными велись исследования микроволнового астроклимата в западной части Кавказа – в Карачаево-Черкесии и Кабардино-Балкарии, совершена экспедиция на вершину Эльбруса. Результаты исследований показывают, что геофизические и атмосферные условия для установки телескопа у нас лучше», - говорит руководитель экспедиции Акай Муртазаев.

Отмечено, что исследования проводятся в рамках крупного международного проекта и курируются Российской академией наук. В этой связи стоит напомнить о подписанном накануне на полях XXV Международного экономического форума в Санкт-Петербурге рамочном Соглашении о сотрудничестве между Дагестаном и Российской академией наук. Муртазаев уверен, что документ позволит более активно привлекать к реализации проекта республиканские министерства и ведомства, а также инвестиции в развитие научного потенциала Дагестана.

http://zoritabasarana.ru/rubriki/news/nauka/item/21850-uchjonye-prodolzhat-issledovaniya-mikrovolnovogo-astroklimata-v-dagestane

 

На состоявшемся в Петербурге Международном экономическом форуме большое внимание почти на всех площадках уделялось проблеме импортозамещения. А точнее - как снивелировать последствия запрета на поставки в Россию необходимых для промышленного развития товаров. Специальный корреспондент «Интерфакса» Вячеслав Терехов беседовал на эту тему с вице-президентом РАН академиком Валерием Бондуром.

- Проблема импортозамещения не нова. Последние лет десять о ней говорят со многих трибун. Именно в решении проблемы, как заместить все то, что отказывается нам поставлять Запад, видели единственное условие дальнейшего развития страны. Эту тему затронул в своем программном выступлении и президент Российской Федерации Владимир Путин. Однако он предостерег от стремления слепо копировать все запрещенные к ввозу товары и оборудование. Импортозамещение, сказал он, не может стать панацеей, надо отказаться от слепого копирования импорта, самим создавать товары и сервисы мирового стандарта.

Но для того, чтобы, создавая, не копировать, а делать новое, нужна наука, нужно объединение науки и бизнеса. Тогда, вероятно, можно справиться с проблемой импортозамещения.

- Во-первых, сразу хочу отметить, что мы в Российской академии наук предпочитаем термину "импортозамещение" "независимость от импорта". Потому что заместить импортный товар своим, даже таким же, не имеет особого смысла, так как это означает повторять пройденное. К тому же, откровенно говоря, копирование совсем не означает создание равного по качеству и по стоимости товара или изделия.

Где-то - да, нужна точная копия деталей и узлов, которые перестали поставляться из-за санкций. Есть такие товары, которые требуют быстрого и точного повторения. А есть задачи стратегические, которые требуют работы на опережение. Это правило должно действовать в любой отрасли. Например, в автомобилестроении, о котором сейчас модно говорить, или в авиастроении. Это импортонезависимость. Необходимо не только заместить товар, продукцию или комплектующие, но и найти новое решение. Для этого надо переходить на новые технологии, требующие проведения соответствующих научных исследований, и обеспечивать интеграцию науки и реального сектора экономики. Должна быть не только теория, но и практические приложения.

- Примеры такой интеграции уже есть?

- Мы предложили ряд наиболее приоритетных направлений деятельности, и президент РАН академик А.М. Сергеев доложил о них президенту страны В.В. Путину. По указанию президента Российской Федерации РАН совместно с Минпромторгом России предложили шесть первоочередных направлений для обеспечения импортонезависимости, в том числе в таких областях, как медицинское оборудование и фармацевтика (прежде всего создание магнитно-резонансных томографов); химические технологии; биотехнологии; микроэлектроника; лазерная техника; фотоника; станкостроение. Мы провели уже три заседания президиума РАН совместно с Минпромторгом России, на которых заслушали доклады ученых и представителей реальных секторов экономики, наметили планы действий, создаем рабочие группы с участием представителей РАН и научных организаций, организаций реального сектора экономики, а также заинтересованных министерств, ведомств и госкорпораций.

- Это сферы, где намечается интеграция науки и промышленности. А есть примеры, где она уже работает?

- Есть серьезные достижения у нас и с госкорпорациями "Росатом", "Роскосмос", "Ростех", ПАО "РЖД" и другими крупными компаниями.

Например, в рамках соглашения между Российской академией наук и государственной корпорацией по атомной энергии "Росатом" РАН и институты, функционирующие под ее научно-методическим руководством, участвуют в работах, результаты которых будут способствовать успешной реализации Комплексной программы "Развитие техники, технологий и научных исследований в области использования атомной энергии в Российской Федерации". В том числе это относится к реализации проекта "Прорыв" для достижения нового качества ядерной энергетики путем разработки и запуска промышленных установок замкнутого ядерного топливного цикла на базе реакторов на быстрых нейтронах. В этой программе импортозамещение не требуется, так как в ней будут использованы самые передовые российские технологии.

- Это отрасли, где все-таки традиционно мы были крепкими. Но есть такие как микроэлектроника, а за последние тридцать лет - и самолетостроение. Там отставание полное.

- Да, микроэлектроника - это сложный вопрос, потому что для ее развития нужно применять новые технологии. Наши предприятия пока обеспечивают производство электронной компонентной базы, которая, как правило, уступает зарубежным образцам.

- Это сложно, потому что нужно полностью промышленность изменять?

- Нет, не полностью, но многое нужно менять. В свое время у нас объявляли, что мы по микроэлектронике уже всех опередили. На самом деле все это было не так.

- Тогда была шутка: наши микрочипы самые большие в мире.

- Да, было такое.

- Затронем теперь самолетостроение. Фактически, мы потеряли отечественную авиапромышленность, которая была развита в Советском Союзе. Все с девяностых годов закупали, а то, что делали, вернее, собирали, было из импортных материалов.

- Сейчас самолетостроение в нашей стране интенсивно развивается. В настоящее время уже эксплуатируется ряд отечественных пассажирских самолетов. При этом такие лайнеры, как Sukhoi Superjet New, МС-21 и Ту-214, полностью независимы от иностранных комплектующих.

Одной из наиболее острых проблем было обеспечение отечественного производства композитных материалов, необходимых для изготовления крыла самолета МС-21. Но благодаря тесному взаимодействию науки и промышленности эта проблема была успешно решена.

- Что сейчас практически делается в РАН для обеспечения импортонезависимости? Приведите несколько примеров.

- Например, как я уже говорил, в соответствии с поручением руководства страны Минпромторгом России совместно с Российской академией наук в оперативном порядке были определены шесть первоочередных критически важных направлений научно-технологической деятельности для обеспечения импортонезависимости, в том числе:

- создание российского производства магнитно-резонансных томографов (МРТ) для высокоточной медицинской диагностики;

- развитие химического комплекса;

- отечественная микроэлектроника;

- промышленные биотехнологии;

- лазерные и оптические технологии;

- отечественное станкостроение.

Для координации работ в этих направлениях сформированы экспертные группы с участием представителей Российской академии наук, научных организаций, организаций реального сектора экономики, а также заинтересованных представителей федеральных органов исполнительной власти и госкорпораций.

В настоящее время уже начаты совместные работы над этими приоритетными проектами.

- У нас очень остро стоит вопрос с медицинской техникой. Я недавно делал МРТ, и лет 15–20 тому назад была та же труба, в которой душно лежать, так и до сих пор. Она импортная. Но хорошо, что эта есть!

- МРТ! Одна из наших групп занимается проблемой медицинского оборудования и, в частности, созданием отечественных МРТ. В работах по созданию магнитно-резонансных томографов в интересах высокоточной медицины участвуют Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН (ФИАН), АО "Русатом Хэлскеа" (входит в ГК "Росатом"), ООО "Антей-Мед" (входит в ОАО "Алмаз-Антей").

Наш Физический институт имени Лебедева РАН сделал свой экспериментальный образец МРТ, который соответствует мировому уровню. Если нам не будут поставлять это важное медицинское оборудование, то, значит, необходимо организовать его серийное производство. Но сначала требуется довести его экспериментальную версию, как говорят, до промышленного образца. То есть теоретически мы можем этот аппарат сделать, но это требует определенного времени.

- А кто участвует в работах по другим названным вами направлениям?

- Для развития химического комплекса - Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН, ФИЦ "Институт катализа им. Г.К. Борескова" Сибирского отделения РАН, ООО "СИБУР";

– в области отечественной микроэлектроники - Институт нанотехнологий микроэлектроники РАН, Институт проблем химической физики РАН, Институт проблем технологии микроэлектроники РАН, Физико-технологический институт им. К.А. Валиева РАН, АО "НИИ молекулярной электроники", АО "Научно-исследовательский институт точного машиностроения", АО "Элемент";

– по промышленным биотехнологиям - ФИЦ "Биотехнологии" РАН, ООО ПО "Сиббиофарм", АО "ЭФКО";

– по лазерным и оптическим технологиям - ФИЦ "Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН", ФИЦ "Институт прикладной физики РАН", Институт лазерной физики Сибирского отделения РАН, Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики, ООО "ТД "Вартон";

– в области отечественного станкостроения - Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения РАН, Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН, Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН, Московский государственный технологический университет "СТАНКИН", АО "Наука и инновации" (входит в ГК "Росатом"), НПК "ЦАГИ" им. Н.Е. Жуковского.

- А есть еще примеры?

- Еще один пример работы Российской академии наук как площадки для координации взаимодействия науки и организаций реального сектора экономики - это реализация соглашения между Российской академией наук и ПАО "КАМАЗ", в рамках которого предусмотрены работы в интересах развития передовых цифровых, интеллектуальных производственных технологий, роботизированных систем, применения новых материалов и способов конструирования, внедрения систем обработки больших объемов данных, машинного обучения и искусственного интеллекта в автомобилестроении, а также развития технологий водородной энергетики в автомобилестроении.

В настоящее время уже созданы четыре рабочие группы по направлениям "Электрические и водородные транспортные средства", "Передовые материалы", "Автономные транспортные средства и электроника. Системы навигации. Интеллектуальные системы контроля состояния водителя", "Подготовка персонала и сотрудничество с организациями высшего профессионального образования". В состав этих рабочих групп входят как главные конструкторы и ведущие специалисты ПАО "КАМАЗ", так и ведущие ученые научных организаций, а также профильных вузов. Формируются технические задания на перспективные направления проведения совместных работ.

- На этом автогиганте есть примеры решения проблемы импортозамещения или, как вы говорите, импортонезависимости? Конкретнее: как там заменили импортные части?

- У "КАМАЗа" компаньоном был "Мерседес", а конкретнее - компания "Даймлер Тракс". В связи с этим в условиях широкомасштабных санкций была угроза, что "КАМАЗ" может остаться без ряда комплектующих, в том числе и лонжеронов для автомобильных рам. Теперь "КАМАЗ" освоил производство своих. Немцы измеряли специальными оптическими приборами, как деформируются наши отечественные лонжероны, и сравнили эти показатели с мерседесовскими. Измерили. Оказалось, что наш, сделанный из отечественного материала, под нагрузками деформируется меньше.

Но "КАМАЗ" был обеспокоен еще и тем, что у них поддонов пластиковых не было: производство новых поддонов было развернуто на соседнем предприятии. Так они появились на "КАМАЗе". Вопросов ни к ним, ни к другим совместно разработанным и созданным деталям нет.

Качество автомобилей "КАМАЗ" очень высокое. Об этом свидетельствуют регулярные победы на знаменитых международных авторалли "Париж-Дакар".

- Мы сильны в энергетике. Но эта сила опирается на уходящие источники энергии, а не на возобновляемые. А жизнь нас не толкает ускорить переход к зеленой экономике?

- В дальней перспективе, безусловно, так. Но, как показала жизнь, особенно в ситуации, сложившейся после 24 февраля 2022 года, возможности углеводородной энергетики далеко не исчерпаны. У нашей страны в этом есть существенные преимущества. Многие, даже иностранные ученые и инженерно-технические работники говорят: зачем вы торопитесь переходить на возобновляемую энергетику, когда у вас есть природный газ. Сегодня это самый экологически чистый источник энергии. Вы его используйте более широко.

- А как с атомной энергетикой?

- Вклад атомной энергетики в энергетический баланс России составляет 20%. А разве атомная энергетика не экологически чистая? Ее даже недружественные страны признавали и признают сейчас как зеленую энергетику.

- Но атомная энергетика все-таки опасна. Чернобыль доказал, и не только Чернобыль.

- Тогда применялись старые технологии, а сейчас используются другие, безопасные.

Наша страна стремится достичь нового качества ядерной энергетики путем разработки и запуска промышленных установок замкнутого ядерного цикла на базе реакторов на быстрых нейтронах (проект "Прорыв"). Например, в рамках этого проекта под научным руководством Института высокотемпературной электрохимии Уральского отделения РАН производятся разработка и создание технологии пирохимической переработки отработавшего ядерного топлива реакторов на быстрых нейтронах, в которых принимают участие более десяти предприятий реального сектора экономики, являющиеся лидерами в своей области деятельности.

Кроме того, в настоящее время госкорпорацией "Росатом" с привлечением ученых разрабатывается проект "Зеленый квадрат", предусматривающий объединение в единый комплекс четырех низкоуглеродных источников энергии, где атомная энергия и гидроэнергетика обеспечивают базовую нагрузку, а ветровая и солнечная – пиковую. В этом проекте на РАН ложится важная задача, связанная с разработкой технологического обоснования включения ядерной энергетики в этот комплекс в качестве полноценного экологического звена.

- Расскажите о некоторых других направлениях совместной работы с госкорпорацией "Росатом".

- Большая совместная работа госкорпорации "Росатом" с РАН и научными организациями, функционирующими под ее научно-методическим руководством, проводится по формированию и подготовке к запуску комплексных научно-технических программ и проектов полного инновационного цикла (далее - КНТП). Это относится, например, к таким областям, как создание новых композиционных материалов, а также разработка робототехнических технологий вывода из эксплуатации объектов использования атомной энергии для снижения экологического ущерба и минимизации использования человека в опасных зонах.

В рамках соглашения о сотрудничестве между Сибирским отделением РАН и РФЯЦ-ВНИИЭФ (Госкорпорация "Росатом") намечены 11 основных направлений сотрудничества, включая разработку крупных ускорительных комплексов, в том числе синхротронов, работы в области управляемого термоядерного синтеза, ядерной и лазерной физики, фотоники и других направлений.

- А что в области медицины?

- Ярким примером взаимодействия академической науки и предприятий реального сектора экономики России является разработка отечественной вакцины против коронавирусной инфекции COVID-19, вызываемой коронавирусом SARS-CoV-2. В Национальном исследовательском центре эпидемиологии и микробиологии имени Н.Ф. Гамалеи Минздрава России (директор - академик РАН Гинцбург А.Л.) за короткое время создали эффективные вакцины против COVID-19 (прежде всего, Спутник V). Было освоено ее промышленное производство как на собственной базе, так и на базе АО "ГЕНЕРИУМ", АО "БИОФАРМ", ЗАО "БИОКАД" и других предприятиях.

Еще одна российская однокомпонентная инактивированная вакцина против COVID-19 разработана в Федеральном научном центре исследований и разработки иммунобиологических препаратов имени М.П. Чумакова РАН. Промышленное производство вакцины "КовиВак" наладила компания "Нанолек" на заводе, расположенном в Кирове.

Для оптимизации питания детского и взрослого населения России, борьбы с ожирением и ликвидации дефицита микронутриентов Российской академией наук создан консорциум "Здоровьесбережение, демография, питание". В состав Консорциума входят 12 ведущих научных учреждений, функционирующих под научно-методическим руководством РАН, а также 35 индустриальных партнеров - крупных производителей продовольственного сырья и пищевой продукции. Координатором работ является "ФИЦ питания и биотехнологии". За менее чем один год работы Консорциума общий рост производства отечественных обогащенных и специализированных продуктов составил более 2%, в настоящее время находятся в завершающей стадии разработки или на регистрации более 30 новых продуктов, реализуются образовательные программы в области здорового питания для специалистов и населения.

- Наш ответ на новые вызовы!

- Российская академия наук активно взаимодействует с реальным сектором экономики. РАН и ее научные организации в общей сложности заключили 23 соглашения о сотрудничестве. Десятки институтов РАН сотрудничают с госкорпорацией "Росатом", госкорпорацией "Роскосмос", госкорпорацией "Ростех", ПАО "РЖД", "Газпромом" и многими другими объединениями. Напомню, Минпромторг России совместно с РАН определил первоочередные критически важные направления научно-технологической деятельности для обеспечения импортонезависимости.

Объединение усилий ученых и производственников в сфере импортонезависимости или замещения касаются и такого важного направления, как пищевая промышленность. Это - обеспечение безопасности биотехнологий, производство отечественных пищевых продуктов.

Все эти факты можно объединить одним девизом: это наш ответ на новые вызовы в условиях технологической изоляции.

Источник фото: aerocosmos.info
Разместила Ирина Усик
Источник: www.interfax.ru

https://scientificrussia.ru/articles/vice-prezident-ran-v-bondur-vmesto-importozamesenia-importonezavisimost-interfaks-vaceslav-terehov

Проникнуть в тайны нано- и микромира не менее сложно, важно и интересно, чем добраться до далеких галактик и узнать, как формировалась Вселенная. Отдельные молекулы, атомы и кванты — тоже неведомый и сложно устроенный мир. Об этом рассказывает член-корреспондент РАН Андрей Витальевич Наумов, руководитель Троицкого обособленного подразделения ФИАН им. П.Н. Лебедева, заведующий отделом спектроскопии конденсированных сред Института спектроскопии РАН, заведующий кафедрой теоретической физики им. Э.В. Шпольского Московского педагогического государственного университета.

— Андрей Витальевич, что это за научная область — спектроскопия одиночных молекул? Для чего она нужна?

— Основное направление работы, которую ведет наша группа, связано с оптической спектроскопией и микроскопией одиночных квантовых излучателей. Так сложилось, что это направление стало бурно развиваться на рубеже 1980–1990-х гг., когда коллегам удалось зарегистрировать свечение одной-единственной органической молекулы в твердой прозрачной среде.

Когда говорят о молекулах, сразу вспоминают либо молекулы воды H2O, либо молекулы соли NaCl. Мы же будем говорить о больших органических молекулах, которые могут состоять из нескольких бензольных колец, протяженных молекулах размером вплоть до нескольких нанометров. Возможность детектирования свечения таких молекул оказалась чрезвычайно востребована сразу во многих направлениях науки.

Но прежде чем перейти к одиночным квантовым излучателям, к одиночным молекулам, нужно сказать несколько слов о спектроскопии. Спектроскопия — это наука о взаимодействии электромагнитного излучения с веществом. Или, когда мы обсуждаем корпускулярную природу света, то мы говорим о взаимодействии фотонов с веществом. Это взаимодействие можно рассматривать на уровне объемного вещества (кристаллы, жидкости, газы), а можно и на уровне единичной молекулы, что чрезвычайно важно для понимания фундаментальных основ того, как именно происходит это взаимодействие.

— Почему это крайне востребовано?

— Я люблю говорить, что спектроскопия — зрение современной науки. Естественные науки (химия, биология, медицина, нанотехнологии, материаловедение, физика), используя спектроскопические методики, получают огромное количество информации о процессах, происходящих вокруг нас. Точно так же физиологи обычно говорят, что больше 80% всей информации об окружающем мире нам поступает через органы зрения и лишь 20% — через остальные органы чувств. Понятно почему. Например, если нам нужно изучать далекий космос, у нас нет ни одного другого способа кроме анализа излучения, которое приходит к нам в видимом ультрафиолетовом или инфракрасном диапазонах спектра. Интересны также и другие области — рентгеновский диапазон, радиоволны. Мы можем зарегистрировать это излучение и затем сказать, что на удалении миллион световых лет от нас находится какая-то звезда или галактика, которая таким образом светит. И, проанализировав это излучение, мы можем сказать, как появилось это образование, как оно изменялось, каким образом возникла Вселенная и как она развивалась в течение длительного времени.

С другой стороны, если нам нужно посмотреть, что происходит внутри малых объектов, например молекулы, или каким образом устроен атом, мы точно так же должны провести определенные наблюдения. Но у нас нет такого градусника или другого измерительного инструмента, чтобы заглянуть внутрь отдельного кирпичика, из которых сложен окружающий мир. Мы начинаем смотреть, как эти маленькие объекты взаимодействуют со светом, и по отклику можем судить о том, что происходит внутри них.

— Что это значит — по отклику?

— Мы можем изучать, как поглощается излучение, можем говорить о рассеянии, о процессах переизлучения, об отражении… Анализируя эти процессы, мы можем судить о том, что же происходит в материале. Это и есть спектроскопия.

— Иначе говоря, микромир мы можем изучать только путем воздействия на него света?

— Да. Хотя, конечно, говоря «оптическая спектроскопия», мы уходим в очень узкий видимый диапазон спектра, но реально нас интересуют все диапазоны — ультрафиолет, инфракрасный, рентген, гамма-излучение и т.д. Если идем в другую сторону, тоже очень популярны методики терагерцевые, микроволновые, радиоизлучение. В этих диапазонах можно изучать массу процессов, и это востребовано практически во всех направлениях науки. В частности, это необходимо интенсивно развивающимся наукам о жизни, чтобы посмотреть, как функционирует живая клетка, разработать новые методы диагностики, аналитические методики раннего обнаружения заболеваний или способы промышленного применения. Это методы диагностики экстремальных состояний вещества, каких-то горячих зон. Например, сейчас ведется работа по налаживанию управляемого термоядерного синтеза. Там есть ультрагорячая плазма. Каким образом измерить температуру в этом плазменном жгуте, ведь мы не можем поместить туда термометр?

Значит, нужно поставить рядом спектрометр и посмотреть, как эта плазма излучает, и, видя зависимость интенсивности излучения от длины волны, предсказать по спектральным линиям, что происходит в этой плазме, как мы ее разогреваем и удерживаем в пространстве.

— Каким образом вы предсказываете спектр?

— Есть две спектроскопические задачи — прямая и обратная. В одном случае мы можем предсказать спектр, зная, как вещество устроено на элементарном уровне. В другом случае, если мы измеряем спектр, нам нужно расшифровать его и рассказать, как устроено то или иное вещество. Отсюда так или иначе проистекают все фундаментальные исследования. В частности, спектроскопия отдельных частиц — молекул, из которых состоит материя.

— Вы регистрируете одиночные молекулы. Насколько это сложная задача?

— Задача непростая. Оказывается, увидеть и зарегистрировать их чрезвычайно трудно. Конечно же, есть методики, которые позволяют визуализировать одну-единственную молекулу и опуститься даже на уровень одиночных атомов. Методы электронной микроскопии позволяют рассмотреть, как в кристалле упакованы отдельные атомы. Сейчас есть очень важное направление — микроскопия с синхротронными источниками. Это отдельная область, которая тоже связана со спектроскопией.

Но в нашем случае задачей было увидеть одну молекулу более или менее простыми оптическими способами. Даже не саму молекулу рассмотреть, а то, как она излучает свет. Эта история довольно давно началась с того, что сразу несколько научных школ во всем мире стали исследовать явление люминесценции — излучение света, избыточное над тепловым. Советская научная школа в этом преуспела, и наша отечественная наука в этом плане продолжает оставаться одной из ведущих в мире.

— Кто основал эту школу?

— Это научная школа президента Академии наук СССР С.И. Вавилова, на тот момент директора Физического института им. П.Н. Лебедева. И одно из самых больших подразделений в ФИАН в те времена как раз и занималось исследованием эффекта люминесценции. Ее иногда называют «холодным светом», чтобы отличить от теплового излучения. Хорошо известно, например, что наше Солнце светит в достаточно широком диапазоне спектра, потому что оно разогрето за счет происходящих там термоядерных реакций, мы видим так называемое тепловое излучение. В связи с тем, что температура материала очень высокая, атомы переходят в возбужденное состояние и, переходя обратно, излучают фотоны с разными энергиями, на разных длинах волн. Но, оказывается, материал можно заставить светиться в видимом диапазоне спектра и при обычной, например комнатной, температуре.

— Каким образом?

— Для этого нужно подвести к материалу дополнительную энергию. Сделать это можно по-разному. Например, освещая этот материал с помощью дополнительного источника света — лампочки или лазера. И тогда у нас материал может начать светиться дополнительно к тому тепловому излучению, которое соответствует температуре материала. Это явление называют фотолюминесценцией. Если мы подводим энергию, помещая материал в электрическое поле, мы будем наблюдать электролюминесценцию.

Есть более экзотические виды люминесценции — например, биолюминесценция. Но мы сейчас на них останавливаться не будем. Нас интересует фотолюминесценция. Оказывается, освещая тот или иной материал с помощью специально подобранных источников излучения, мы можем регистрировать люминесценцию. Но расшифровать по зарегистрированным спектрам структуру и динамику сложных органических молекул оказалось чрезвычайно сложно. Спектры долгое время получались бесструктурными.

— Но, насколько я знаю, этот барьер однажды был преодолен?

— В начале 1950-х гг. в лаборатории Э.В. Шпольского на кафедре теоретической физики МГПИ им. В.И. Ленина было показано: если такие молекулы красителей заморозить в специально подобранных растворах (их стали называть матрицами Шпольского, а сам эффект — эффектом Шпольского), то эти широкие бесструктурные спектры можно чрезвычайно сузить, получить квазилинейчатые спектры и начать их расшифровывать примерно так же, как это происходило с атомными спектрами. К тому времени атомная спектроскопия уже была очень хорошо развита, люди научились расшифровывать энергетическую структуру уровней, наблюдая спектры излучения и поглощения атомов. Так в этих квазилинейчатых спектрах оказалось возможным наблюдать структуру уровней молекул.

В схеме уровней энергии молекул можно выделить несколько степеней свободы. Во-первых, это электронные уровни, определяющиеся энергией электронов в молекуле. Во-вторых, можно наблюдать колебательные уровни. Когда молекула состоит из нескольких атомов, у них есть возможность двигаться относительно друг друга — в молекуле есть внутренние колебания. И энергия этих колебаний будет определять уровни колебательных состояний в молекуле.

Но при этом есть еще взаимодействие с окружающим материалом, в случае твердого тела мы говорим о взаимодействии с матрицей. Каждая молекула находится в слегка отличающихся условиях, и у каждой молекулы немного разные энергии электронных уровней. В итоге, когда мы следим за большим ансамблем примесных молекул, получаем широкий бесструктурный спектр. Оказалось, что в матрицах Шпольского молекулы внедряются более или менее одинаковым образом и, более того, можно возбуждать чисто электронно-колебательные переходы без участия фононов — коллективных колебаний атомов матрицы.

Этим переходам соответствуют узкие линии, которые получили название бесфононных спектральных линий. При этом зарегистрировать их можно селективно, то есть наблюдать свечение не от всего огромного количества молекул, а только малого ансамбля с близкими частотами переходов.

Ученик Э.В. Шпольского Р.И. Персонов, который, окончив МГПИ им. В.И. Ленина и защитив там кандидатскую диссертацию, в конце 1960-х гг. пришел во вновь создаваемый Институт спектроскопии АН СССР в Троицке, возглавил там лабораторию электронных спектров молекул, которая продолжила этим заниматься.

— А вы его ученик?

— Да, он был научным консультантом моей кандидатской диссертации и руководителем лаборатории, в которой выполнялась работа. Если вспомнить историю физики, в 1960-е гг. было еще одно знаковое событие, связанное с советскими научными школами: лазерные источники света. Лазеры, которые впервые были разработаны, продуманы, изготовлены в Физическом институте им. П.Н. Лебедева.

Монохроматические источники света стали использовать в Институте спектроскопии РАН, в лаборатории Р.И. Персонова для того, чтобы возбуждать свечение тех самых органических молекул в твердых матрицах. Оказалось, что в макроскопическом объеме, где находятся многие миллиарды молекул, каждая из которых пребывает немножко в разных условиях, можно с помощью монохроматического источника света селективно возбудить только очень узкий ансамбль молекул, частоты переходов которых фактически находятся в резонансе с частотой возбуждающего лазера. То есть в пространстве селективно выбираются только определенные молекулы. Это можно сравнить с хором, когда люди поют на разных частотах, а мы выбираем только тех людей, которые поют в унисон.

— Как интересно.

— Итак, мы получаем отклик только от ансамбля молекул, резонансных с лазерным источником света. Оказалось, что при низких температурах это можно делать практически в любом материале, не только в матрицах Шпольского, но и, например, в полимерах. С этого момента, а это был 1972 г., эффект, который наблюдала группа Р.И. Персонова, получил название laer fluorescence line narrowing «лазерное сужение линий люминесценции» (laer fluorescence line narrowing). В иностранной литературе его иногда называют эффектом Персонова.

А спустя короткий промежуток времени удалось реализовать и обратную технику: не только наблюдать узкие линии в спектре излучения, но еще и «выжечь» узкий провал — «дырку» в спектре поглощения, соответствующий только определенным резонансным молекулам. Направление получило название «спектроскопия выжигания провалов» (hole burning spectroscopy). Эти два метода дали старт популярному научному направлению селективной лазерной спектроскопии органических молекул в твердых матрицах. Коллектив Р.И. Персонова был отмечен Государственной премией СССР, а во всем мире бурно начали развиваться лаборатории, использующие этот метод для изучения сложных органических молекул оптическими методами.

— Но на этом развитие данных методов не остановилось?

— Оно продолжилось. Теоретически расчеты показывали, что даже одна молекула будет излучать довольно большое количество фотонов, достаточное для того, чтобы их можно было зарегистрировать с помощью имевшихся в те времена детекторов — фотоэлектронных умножителей. В этой научной гонке участвовали несколько групп, и первыми зарегистрировали спектр поглощения молекулы пентацена в прозрачном кристалле паратерфенила американский ученый Уильям Мернер с его сотрудником Лотаром Кадором, работавшие в то время в IBM. А буквально через месяц-другой коллеги из Франции (группа Мишеля Оррита) зарегистрировали люминесценцию одиночной молекулы и убедительно доказали, что это действительно свечение одной молекулы. Следом в данную область пришли сотни лабораторий во всем мире.

Попутно выяснилось, что свечение этой одиночной молекулы, оказывается, чрезвычайно чувствительно к параметрам локального окружения на уровне нескольких нанометров. И мы фактически в прозрачном материале можем посадить метку — люминесцентный зонд, который будет передавать информацию о том, что же происходит в его локальной окрестности, в виде электромагнитного излучения — люминесценции.

— Такой наношпион?

— Да, который находится внутри материала и передает нам в виде фотонов информацию о том, что происходит в его локальном нанометровом окружении. Всем сразу стало понятно, что это фактически единственный уникальный инструмент для того, чтобы исследовать не только структуру материала, но еще и динамику. Например, впервые удалось увидеть, что если рядом с одиночной молекулой происходит туннелирование частицы сквозь потенциальный барьер, то такой переход немедленно приведет к прыжку спектральной линии. Таким образом, у нас появилась возможность исследовать квантово-механическое явление, которое до этого изучалось теоретически, подтверждалось только косвенными экспериментальными данными.

Ученые стали активно использовать эти зондовые методики. Во второй половине 1990-х гг. к этому направлению подключилась и наша группа. Вместе с Р.И. Персоновым и моим непосредственным научным руководителем Ю.Г. Вайнером мы работали с научной группой Лотара Кадора на кафедре профессора Юргена Келера в Байройтском университете в Германии, где была построена специальная экспериментальная установка. Это были оригинальные, по ряду направлений пионерские работы по исследованию низкотемпературной динамики стекол и полимеров по спектрам одиночных примесных молекул, которые достаточно хорошо прозвучали и на международном уровне.

В тонкой пленке мы наблюдали за свечением отдельных молекул, анализировали временное поведение, а также зависимости спектров от температуры, от приложенных внешних полей. На основе этих экспериментов нам удалось прояснить природу движений отдельных атомов и молекул в сложных неупорядоченных твердотельных средах — полимерах, замороженных жидкостях, стеклах, молекулярных кристаллах.

— Почему это важно изучать?

— Потому что характеристики вещества зависят не только от структуры, то есть от того, как атомы «упакованы» в материале. Дело в том, что многие функциональные характеристики определяются еще и тем, как атомы и молекулы двигаются. А методов для изучения этих движений на микроскопическом уровне не так много. В нашем методе в качестве «сенсоров» внутренней динамики выступают отдельные люминесцирующие молекулы, что и позволяет изучать, в частности, полимерные среды.

Полимеры активно используются в самых разных областях человеческой жизни, и важно понимать, что собой представляет внутренняя динамика, каким образом двигаются полимерные цепи. А у нас появился инструмент, чтобы видеть это на уровне таких фрагментов нанометрового размера.

Дальше — больше. Для того чтобы получить информацию о макроскопическом объеме образца, нужно последить за многими молекулами-зондами, то есть взять фактически тот самый «хор» и каждому исполнителю поднести микрофон, послушать, что он исполняет.

— И выбрать только тех, которые нам нравятся?

— Да, а дальше мы можем сказать, что происходит с макроскопическим объектом в целом. К середине 2000-х гг. появились такие инструменты — многоканальные детекторы, использующие приборы с зарядовой связью, ПЗС-камеры. Эти камеры к тому времени уже научились делать настолько чувствительными и эффективными, чтобы можно было зарегистрировать свечение одной-единственной молекулы. И мы уже не просто регистрируем свечение одной молекулы, а получаем ее люминесцентное изображение в оптическом люминесцентном микроскопе.

И вот тут получился замечательный фокус, состоящий в том, что обычный микроскоп и его разрешение ограничены так называемым дифракционным пределом Аббе. В обычный микроскоп мы с вами сможем рассмотреть луковую клетку, как это делается в школе, но, например, для того чтобы посмотреть на отдельные части этой клетки, на ядро, на то, что происходит внутри ядра, или на синапсы в головном мозге, пространственного разрешения оптического микроскопа не хватит.

Когда мы смотрим на свечение одной-единственной молекулы, мы можем решить компьютерную задачу восстановления пространственных координат на основе математической задачки о дифракции на оптических элементах микроскопа. Поскольку размер излучателя — молекулы в сотни раз меньше длины волны, при решении обратной задачи точность восстановления координат будет уже определяться только стабильностью самого микроскопа и общим количеством собранных фотонов.

Это примерно то же самое, как когда вы летите на самолете, видите фонари, которые светятся в ночном городе, и если они светят все разом, вы видите большое светящееся пятно. А теперь представьте, что каждый фонарь вы зарегистрировали отдельно. Вы видите на своем фотоаппарате одно пятнышко, можете определить его центр с очень высокой точностью и получить вместо большого пятна набор точек. Когда вы прорисуете на компьютере эти точки, вы обнаружите, что зарегистрировали шоссе, улицы, дворы. Вы как бы помечаете этими зондами всю структуру образца.

— Этот метод сейчас используется?

— Да, эта история привела к появлению направления флуоресцентной наноскопии, то есть микроскопии сверхвысокого пространственного разрешения. Мы подключились к этой тематике примерно в те времена, когда развернулись основные баталии научных коллективов, отдельные из которых затем получили Нобелевские премии.

Во второй половине 2000-х гг. мы с нашим молодым ученым А.А. Горшелевым сделали аналогичную вещь, но уже не для биологических объектов при комнатной температуре, а все в тех же самых неупорядоченных твердых средах при криогенной температуре. Эта работа стала пионерской, и не так много групп в мире смогли ее воспроизвести.

— Это то, за что вы скоро получите Нобелевскую премию?

— Я бы так далеко не забегал, эта область очень динамично развивается, налицо серьезная конкуренция. Но в каком-то смысле мы решили старинную задачу астрономов, которые хотели пересчитать все звезды на небе. Очень похожая, кстати, задача. Более того, методы распознавания изображений в современной астрофизике и в нашей микроскопии одиночных молекул одинаковы.

Сейчас ведутся примечательные работы с помощью нашего телескопа «Спектр-РГ». Там стоит задача распознавания изображений. Им приходится распознавать изображение точно так же, только они следят за звездами, а мы — за одиночными молекулами и пересчитываем все молекулы, которые попали в поле зрения.

— И сколько же насчитали молекул?

— В нашей работе 2009 г. в тонкой пленке образца с размерами 50 × 50 мкм мы зарегистрировали порядка 300 тыс. эффективно светящихся молекул. Мы их все по очереди зарегистрировали, нашли пространственные координаты, построили карту распределений и таким образом смогли сделать микроскопию сверхвысокого пространственного разрешения с помощью молекул-зондов. Мы визуализировали трещины с разрешением, которое уже не ограничено дифракционным пределом. Это разрешение составило порядка нескольких нанометров.

Но что очень важно, и это нас отличало от всех остальных групп, мы не просто зарегистрировали координату, но для каждой молекулы измерили спектр. И, таким образом, у нас получилась не просто микроскопия или наноскопия, а многопараметрическая наноскопия. Для каждой молекулы, для каждого зонда мы еще зарегистрировали спектр — и микроскопия стала многоцветовой. Это дало фантастические результаты. У нас появился инструмент зондирования материальных характеристик со сверхвысоким пространственным разрешением.

— Интересно, а что сложнее — познавать тайны макромира или микромира, как вам кажется?

— Я думаю, и тут и там есть свои сложности и очень много интересных вещей. Но при этом очень много общего.

— Обывателю понятно, что астрономы рассматривают звезды, стараются увидеть как можно дальше и узнать как можно больше. Но мало кому приходит в голову, что есть ученые, которые занимаются в чем-то сходными задачами, но на микроуровне, и это не менее занимательно, не менее сложно и не менее важно.

— Да, это так. Например, знаменитый астроном Уильям Хершель изучал Вселенную следующим образом: он зарисовывал положение звезд, которые видит на небе, построил карту распределения звезд — и это была одна из первых моделей возникновения нашей Вселенной. А С.И. Вавилов в 1920-е гг. в своей знаменитой книге о природе света «Глаз и Солнце» писал, что квантовая теория не сможет получить своего экспериментального подтверждения до того момента, пока мы не сможем сказать, какое количество частиц светит в данный момент времени. Квантовую теорию мы сможем подтвердить только в тот момент времени, когда будем знать, сколько молекул светит. Так вот сейчас мы научились это делать.

Если вернуться к многоцветовой флуоресцентной наноскопии, то это направление сейчас развивает наша научная группа. Наш большой коллектив сейчас распределен сразу между многими организациями — это Институт спектроскопии РАН, Московский педагогический государственный университет, Физический институт им. П.Н. Лебедева. Вместе мы пытаемся получать разную информацию. Одно из направлений нам подсказали коллеги из Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе.

С.П. Феофилов (к сожалению, недавно ушедший от нас), очень известный ученый, в 1990-е гг. показал, что параметры люминесценции таких зондовых молекул зависят от материальных характеристик среды. Время жизни возбужденного состояния зависит, в частности, от диэлектрической проницаемости, магнитной восприимчивости, показателя преломления этой среды. Это скорость, с которой у нас фотоны люминесценции высвечиваются зондовыми молекулами.

Мы попытались реализовать эту идею уже на уровне одиночных излучателей. Серьезный теоретический задел в этом направлении был сделан нашим сотрудником, теоретиком М.Г. Гладушем. Нам удалось связать спектральные свойства молекул-зондов с материальными характеристиками среды. Мы смогли картировать значение показателя преломления в тонкой пленке в разных участках этого образца.

— Какие результаты удалось получить?

— Мы получили довольно интересные результаты, которые показали, что материальные характеристики, в частности диэлектрическая проницаемость среды, могут очень сильно флуктуировать в разных точках нашего образца, который макроскопически может быть однороден. Таким образом, мы предлагаем новую инструментальную методику для нанотехнологов. Этот инструмент позволяет смотреть на субмикрометровом уровне, как устроены сложные материалы — не только полимеры и стекла, но и разнообразные нанокомпозиты, многослойные покрытия, гибридные материалы.

— А что за квантовые точки, которыми вы тоже занимаетесь?

— Оказывается, есть объекты, очень похожие на молекулы, которые тоже люминесцируют, но имеют совершенно другую химическую природу. В частности, так называемые полупроводниковые квантовые точки — направление, в котором наши коллеги, советские и российские ученые, тоже преуспели. Если мы берем полупроводник, начинаем уменьшать его и доходим до размеров, где начинают проявляться так называемые квантово-размерные эффекты, у нас появляется структура уровней нанокристаллов, очень похожая на структуру уровней отдельных атомов. Только в этом случае эти уровни будут соответствовать энергии квазичастиц — экситонов, электронно-дырочных пар, сильно связанных между собой.

Таким образом, каждый такой нанокристалл — квантовая точка — способен играть роль одиночного квантового излучателя, или люминесцентного зонда, который может быть использован для зондирования материалов. При этом физика самой квантовой точки оказывается тоже очень интересной, потому что в таком случае там будут упакованы тысячи атомов.

— Например?

— Например, классический материал, из которого удалось создать квантовую точку, — это селенид кадмия, довольно известный полупроводник. Тысячи таких атомов упакованы в сферическую квантовую точку, и они там тоже двигаются.

— А еще меньше что-то есть?

— Казалось бы, меньше точки нет ничего, но выяснилось, что внутренняя динамика такого объекта, полупроводникового нанокристалла, очень богата. Оказалось, например, что такой квантовый излучатель почему-то периодически из светящегося состояния вдруг проваливается в безызлучательное. Появляется такая телеграфная функция — он то светит, то не светит случайным образом. То есть наш фонарик стохастически случайным образом прыгает между светящимся и безызлучательным состояниями.

— А почему, неизвестно?

— Американские коллеги, но выходцы из советских научных школ А.Л. Эфрос и Мервин Розен предложили зарядовую модель, которая объясняет этот процесс прыжков. Но при этом не все эффекты могут быть достаточно хорошо и однозначно описаны с помощью этой модели. Эти исследования активно проводятся сейчас в лаборатории электронных спектров молекул ИСАН, тематика продвигается в новой лаборатории МПГУ, а для новых объектов, излучающих в том числе в инфракрасном диапазоне спектра, мы планируем развивать экспериментальные возможности Физического института в Троицке. Лидирующую роль в этих исследованиях и в целом в развитии тематики спектромикроскопии одиночных квантовых излучателей играет молодой ученый, без пяти минут доктор наук И.Ю. Еремчев.

На основе квантовых точек можно сделать много полезного. В отличие от органических молекул их можно синтезировать под заказ на заданную длину волны. Просто варьируя размеры излучающего ядра, мы фактически можем пробежать весь видимый диапазон от фиолетового до красного; энергию к этим излучателям можно подводить уже не только с помощью внешнего источника света, то есть получить не только фотолюминесценцию, но и электролюминесценцию.

— Получается?

— Да, мы получаем замечательные, яркие, с очень высоким квантовым выходом источники света. Вообще исследования различных композитов на основе квантовых точек очень эффективны при использовании комбинирования разных экспериментальных методов — электронной и атомно-силовой микроскопии, спектроскопии комбинационного рассеяния света, время-разрешенной спектроскопии. Такие комплексные исследования у нас проводит кандидат физико-математических наук К.Р. Каримуллин, пришедший к нам из знаменитой Казанской научной школы фотонного эха профессора В.В. Самарцева.

— Обычно говорят, что это нужно для создания квантового компьютера?

— Да, ключевой элемент оптического квантового компьютера — источник неклассического света одиночных или перепутанных фотонов. Каждая квантовая точка становится идеальным источником неклассического света, гарантированно испускающим в каждый момент времени только один фотон. Если разработать более сложную структуру, можно создавать парные фотоны. Сейчас очень много говорят о квантовом компьютере, о квантовой криптографии, когда нам нужны так называемые перепутанные состояния, например бифотоны. Так на основе парных квантовых точек предполагается создавать источники подобных перепутанных состояний. А мы пытаемся в нашей лаборатории наблюдать за фундаментальной составляющей: что же происходит в процессе взаимодействия одной-единственной квантовой точки со светом, который мы на него посылаем, почему эта квантовая точка переходит в безызлучательное состояние, что меняется в параметрах излучения, если мы эту квантовую точку помещаем в материалы с разными свойствами? В России есть несколько лабораторий, которые этим занимаются, — в Москве, Санкт-Петербурге, Новосибирске, Черноголовке.

— А что еще, кроме молекул и квантовых точек?

— У нас есть коллеги, которые умеют синтезировать химически другие центры окраски. В частности, в Институте физики высоких давлений им. Л.Ф. Верещагина РАН научились синтезировать алмазы с центрами окраски на основе кремния и на основе германия. Аналогичная группа есть в Институте общей физики им. А.М. Прохорова РАН. В ИФВД РАН мы сотрудничаем с группой профессора Е.А. Екимова, который синтезирует микро- и нанокристаллы с германиевыми центрами окраски методом синтеза при высокой температуре и высокого давления. А в ИОФАН в группе профессора В.Г. Ральченко используют несколько другой метод синтеза — химическое осаждение из газовой фазы. Синтезированные таким образом вакансионные центры окраски на основе германия в алмазе чрезвычайно ярко светят, обладают очень высоким квантовым выходом люминесценции, гораздо более стабильны по сравнению с квантовыми точками и молекулами.

Более того, оказывается, коллеги способны синтезировать настолько хорошие объекты, что у нас отсутствует эффект мерцания, позволяющий переходить в безызлучательное состояние. В случае центров окраски в алмазе оказывается возможным создать такой идеальный квантовый излучатель, который не мерцает. И это хорошо для квантовой оптики и для других технологий.

— А биомедицинские приложения?

— Их очень много. Когда мы говорим о сложной органике или о квантовых точках на основе селенида кадмия, индия или ртути, то обычно медики относятся к этому очень осторожно, потому что это токсичные материалы. Неизвестно, как мы можем использовать, например, эти квантовые точки для задач медицинской диагностики.

А в случае, если мы изготавливаем алмазный нанокристалл, есть основания полагать, что это будет нетоксичный материал, и тогда каждая светящаяся алмазная наночастица может быть использована в качестве медицинского нанозонда, не причиняя вреда организму на уровне отдельных клеток, но при этом реализуя ту самую технику визуализации.

— А что за сверхъяркие вспышки люминесценции вы обнаружили?

— Буквально в последние два-три года одна из работ была связана с тем, что мы обнаружили в нано- и микрокристаллах с центрами окраски германиевого типа эффект сверхъярких вспышек люминесценции. Оказывается, если такой микрокристалл легировать центрами окраски с высокой концентрацией, то здесь мы уже уходим от свечения одиночных центров и говорим об ансамбле. Как показали наши теоретики во главе с М.Г. Гладушем, в таких условиях появляется эффект бистабильности, когда ансамбль таких излучателей начинает излучать кооперативно. Кооперативное свечение подобных ансамблей центров окраски может быть в десять, а то и в сто раз больше, чем обычное люминесцентное свечение.

То есть наш нанокристалл или микрокристалл начинает светить значительно ярче, нежели обычный нанокристалл. И такое свечение нам удалось зарегистрировать впервые в мире.

— Московский педагогический государственный университет, где вы учились и теперь работаете, мало известен широким массам в плане изучения физики. Все знают о физических факультетах МГУ, МФТИ, МИФИ, но от вас я узнала, что великолепные физические школы создавались и в МПГУ…

— На эту тему можно было бы записать десять интервью. История на самом деле удивительная. Вообще, исторически это были Московские высшие женские курсы, первое высшее учебное заведение в нашей стране, где было разрешено обучаться женщинам. На рубеже веков так сложилось, что многие профессора из Московского государственного университета перешли в Московский педагогический (в то время — Высшие женские курсы). И на территории университета сразу же сложились несколько известных научных групп. Например, очень известная химическая школа будущего академика Н.Д. Зелинского базировалась как раз в МГПИ. Если говорить о физике, то отцом-основателем этого направления стал Э.В. Шпольский, ученик П.П. Лазарева, который, в свою очередь, был учеником П.Н. Лебедева. Это мощнейшая научная школа. У П.П. Лазарева было два известных ученика — С.И. Вавилов и Э.В. Шпольский. С.И. Вавилов в ФИАН занимался люминесценцией, а Э.В. Шпольский разрабатывал направление, связанное с люминесцентной спектроскопией, в педагогическом институте. При этом ему удавалось привлекать туда очень известных ученых. Там работали академик Г.С. Ландсберг, будущий нобелевский лауреат И.Е. Тамм, много известных теоретиков и экспериментаторов.

Сам Э.В. Шпольский через короткое время после создания журнала «Успехи физических наук», который был основан П.П. Лазаревым, стал главным редактором и в течение нескольких десятилетий возглавлял наш ведущий физический журнал и фактически заложил его традиции. Сейчас это самый высокорейтинговый, самый заметный физический журнал в нашей стране.

Хорошую службу сослужила дружба Э.В. Шпольского с еще одним нобелевским лауреатом, П.Л. Капицей, который был главным специалистом в стране по низким температурам. Эта криогенная тематика в педагогическом университете активно развивалась, что привело к созданию такого направления, как селективная спектроскопия сложных органических соединений.

Это направление продолжили и вывели на международный признанный уровень последователи Э.В. Шпольского — Р.И. Персонов, О.Н. Коротаев, И.С. Осадько. В последние годы мы объединились еще с одной научной школой МПГУ, работающей в области физики полимеров и нанокомпозитов, — школой профессора Г.М. Бартенева, чьи традиции продолжает почетный профессор МПГУ И.В. Разумовская.

Среди молодых кандидатов наук, развивающих объединенное научное направление фотоники перспективных наноматериалов, — К.А. Магарян, С.А. Бедин; активно работают студенты и аспиранты МПГУ, МФТИ, МГУ, НИУ ВШЭ, Сколтеха.

На стыке нескольких направлений сейчас успешно развиваются методы ультрачувствительной SERS-сенсорики и аналитики на основе гиперусиленного комбинационного рассеяния света. Так, новые SERS-усиливающие метаповерхности, синтезируемые с помощью оригинальной методики нашими молодыми учеными, обещают стать основой оперативного спектрохимического анализа и идентификации на уровне отдельных молекул и нанообъектов.

Нужно сказать о втором физическом направлении, развивающемся в МГПУ, которое исторически связывают с именем профессора Е.М. Гершензона, чья научная школа успешно работала в области радиофизики. Впоследствии его ученик, профессор Г.Н. Гольцман, который сейчас возглавляет и кафедру, и лаборатории, работающие в этом направлении, смог значительно продвинуться в области нанотехнологий. Они сумели сначала заложить фундаментальные принципы, а затем и создать уникальные фотодетекторы на инфракрасную область спектра.

— В чем их уникальность?

— В том, что впервые в мире удалось перевести эти детекторы в режим счета одиночных фотонов в инфракрасном диапазоне спектра. Более того, им удалось превратить науку в инновации, то есть появилось предприятие, которое по определенным направлениям до сих пор занимает лидирующие позиции в мире. Достаточно вспомнить знаменитый международный космический телескоп «Гершель», основным элементом которого стал инфракрасный детектор, изготовленный коллективом МПГУ. Мы же надеемся применить эти детекторы к исследованию спектров одиночных квантовых ИК-излучателей различной природы и химического состава.

На базе МПГУ эффективно реализуют коллаборации с научными институтами. В моем случае это ИСАН, ФИАН, ФИЦ «Кристаллография и фотоника», а также химические институты и университеты. Например, очень перспективно сотрудничество с группой сотрудников выдающегося химика, академика Ю.Г. Горбуновой, которые синтезируют органические функциональные макромолекулы — молекулярные наномашины.

А если говорить об образовательных проектах, реализуемых в университете, то там работает уникальная образовательная программа «Фундаментальная физика на английском языке». Это единственный в стране бакалавриат, где ребята с самого начала обучаются на английском языке. МПГУ осуществляет методическую поддержку многих академических популяризационных проектов: лекции ведущих ученых в базовых школах РАН, курсы повышения квалификации учителей, викторины и олимпиады.

Так, в 2021 г. прошла V Троицкая школа повышения квалификации учителей физики и астрономии на базе академических институтов наукограда Троицка, а третья Всероссийская викторина юных физиков ОФН РАН собрала в мае 2022 г. более 2,5 тыс. участников из почти 200 городов и поселений РФ и из-за рубежа. Молодые ученые нашей группы под председательством аспиранта А.И. Аржанова сформировали ячейку Young Minds Европейского физического общества. Мы проводим ежегодную Международную молодежную научную школу «Когерентная оптика и оптическая спектроскопия» на базе Казанского научного центра РАН, Казанского федерального университета и Академии наук Республики Татарстан. В августе запланировано проведение Международного Феофиловского симпозиума по спектроскопии кристаллов, легированных ионами редкоземельных и переходных металлов.

— Как думаете, преподавание на английском сейчас по-прежнему актуально?

— Без сомнения. Как бы ни возводились различные санкционные барьеры между странами, наука всегда остается интернациональной по своей сути. Более того, именно наука становится мостом для общения и восстановления нормальных отношений.

Фотографии предоставлены Андреем Витальевичем Наумовым
Беседовала Наталия Лескова
Оператор Александр Козлов

https://scientificrussia.ru/articles/clen-korrespondent-ran-andrej-naumov-spektroskopia-eto-zrenie-sovremennoj-nauki