Поиск - новости науки и техники

Преломления излучений. Новые мегаустановки сулят революцию в науке.

В НИЦ “Курчатовский институт” завершилась VIII Национальная конференция “Рентгеновское, синхротронное излучения, нейтроны, электроны для исследования наносистем и материалов. Нано-, био-, инфо-, когнитивные технологии” (РСНЭ-НБИК-2011).
На сегодняшний день это один из крупнейших и представительных научных форумов в России. Каждые два года его организуют Институт кристаллографии им. А.В.Шубникова РАН и НИЦ “Курчатовский институт”. Несмотря на то что конференция РСНЭ-НБИК имеет статус национальной, она открыта для участия иностранных специалистов. Около полутора тысяч ученых из 180 научных организаций мира (в том числе из 145 российских) представили свои доклады на этот масштабный форум. Более 500 человек зарегистрировались в качестве участников конференции. Это ученые из научных центров 38 городов России и 10 стран, в первую очередь СНГ. Всего участники представили 14 пленарных докладов, 160 устных и 351 стендовый.
В последние годы на конференции все чаще обсуждаются междисциплинарные подходы в исследованиях наносистем и материалов с использованием рентгеновского, синхротронного излучений, нейтронов и электронов. Тематика конференции РСНЭ-НБИК-2011 также отражала самые передовые тенденции научного развития. Прежде всего, речь идет о конвергенции нано-, био-, информационных и когнитивных наук и технологий (НБИК). Аббревиатура НБИК уже второй раз присутствует в названии форума.
Принцип конвергенции различных областей знаний сегодня реализуется в уникальном Курчатовском центре нано-, био-, инфо-, когнитивных наук и технологий (НБИК Центр), где перед учеными поставлена амбициозная задача – соединить достижения микроэлектроники как технологической системы с пониманием объектов живой природы, создать гибридные приборы, технологически воспроизвести живую систему на основе биоорганического материала.
В первый день конференции ее участники ознакомились с различными научными комплексами и лабораториями НБИК Центра: в частности, посетили синхротронно-нейтронный научно-технологический комплекс, научно-технологический комплекс наноэлектроники и гибридных технологий, научно-технологический комплекс молекулярной визуализации, а также осмотрели термоядерную установку Токамак Т-15. Сегодня Курчатовский институт – единственный в России научный центр, где можно воочию увидеть процесс практического развития конвергентных наук и технологий.
Выступая на пленарном заседании, председатель оргкомитета конференции М.Ковальчук отметил значимость междисциплинарной кристаллографической науки для современного научного развития, подчеркнув при этом роль, которую играют коллеги-ученые: “Благодаря тому, что у нас есть опора внутри страны – сформированное, развитое научное сообщество, включая талантливую молодежь, мы можем успешно встраиваться в международное научное пространство. И не просто встраиваться – за последние годы уже создана модель равноправного сотрудничества с крупными научными державами”.
Среди факторов, объединяющих научное сообщество, можно смело назвать работу на мегаустановках, которые являются основными инструментами в проведении исследований в области нанотехнологий, материаловедения, кристаллографии. В их числе – источники синхротронного излучения. Одна из таких мегаустановок в нашей стране – Курчатовский источник синхротронного излучения (КИСИ). Первый и до сих пор единственный на постсоветском пространстве, он является центром коллективного пользования, на его станциях работают исследователи из многих научных организаций. Кроме того, на территории Курчатовского института расположен исследовательский нейтронный реактор ИР-8. КИСИ и источник нейтронов ИР-8 стали основой для формирования Курчатовского НБИК Центра.
О том, как изменились подходы и методы в исследованиях наносистем и материалов, рассказал в пленарном докладе “Конвергенция наук и технологий – от “неживого” к “живому” Михаил Ковальчук.
“Рентгеновское излучение дало возможность увидеть трехмерное изображение окружающего мира и создать современное материаловедение, далее мы двигались в мир элементарных частиц, физики высоких энергий, ускорителей… – напомнил он. – По сути, это направление в основном и определило лицо цивилизации ушедшего ХХ века, где анализ был основным вектором научного развития”.
Но с момента открытия рентгеновской дифракции, отметил М.Ковальчук, начала формироваться другая линия – синтеза – когда удалось перей-ти к созданию искусственных материалов. Процесс познания продолжается. Сегодня уже можно фиксировать с помощью рентгеновского излучения (в первую очередь синхротронного) положение атома в пространстве с субангстремным разрешением.
“Следующая задача – увидеть процесс движения атомов во времени, – подчеркнул Ковальчук. – Сегодня для этого нам нужно иметь синхротронное излучение, позволяющее фиксировать положение атомов с высоким временным разрешением, сравнимым, например, с временем протекания химических реакций. То есть необходимо синхротронное излучение, состоящее из импульсов большой яркости и имеющих фемтосекундную длительность.
Такими свойствами излучения будет обладать Рентгеновский лазер на свободных электронах (XFEL) и синхротронный источник четвертого поколения. С их помощью можно будет изучать любые процессы (реакции) во времени, которые предшествовали возникновению изучаемых нами сегодня структур. Приоритеты исследований смещаются от упорядоченных материалов (например, кристаллы) к неупорядоченным – биоорганические и композиционные материалы, керамика и другие. В этих системах основным инструментом исследований наряду с дифракцией рентгеновских лучей становится их рассеяние, в первую очередь малоугловое”.
Уникальные возможности даст ученым мегаустановка нового поколения – Европейский лазер на свободных электронах (XFEL), который строится в Гамбурге (Германия). Этот международный проект нацелен на создание принципиально новых исследовательских возможностей и позволит выйти на новый уровень в исследованиях в области физики, химии, материаловедения, наук о жизни, биомедицине. Он позволит изучать процессы, происходящие в веществе, в запредельно короткие – фемтосекундные – промежутки времени.
В проекте XFEL Россия и Германия играют ведущие роли. Как напомнил М.Ковальчук, наша страна – равноправный участник и других крупных международных проектов: Большой адронный коллайдер в CERN, термоядерный реактор ITER, который строится во Франции, ускоритель тяжелых ионов FAIR в Дармштадте. В каждом из них задействован потенциал первой в стране национальной лаборатории – НИЦ “Курчатовский институт”.
Кроме того, сегодня руководители крупнейших ядерно-физических научных центров мира договариваются о консолидации уси лий по созданию новейшей мегаустановки – источника синхротронного излучения четвертого поколения на территории России. Также в 2009 году запущен совместный российско-итальянской проект токамака с сильным полем с высокой плотностью плазмы (проект IGNITOR), который будет реализовываться с нашей стороны “Росатомом” и Курчатовским институтом. Исследования на подобных мегаустановках позволят совершить прорывы в науке, которые М.Ковальчук назвал революционными.
Продолжил научную программу пленарного заседания председатель совета РФФИ Владислав Панченко, который также отметил большое значение участия России в глобальных международных научных проектах. Особое внимание Совет фонда уделяет участию в них молодых ученых, подчеркнул он. Академик В.Панченко выступил с докладом, посвященным лазерно-информационным технологиям в биомедицине.
Специальный доклад на пленарном заседании был посвящен малоугловому рассеянию. Его представил руководитель группы Европейской молекулярно-биологической лаборатории Д.Свергун.
Устные и стендовые доклады участников конференции были распределены в рамках шести секций: биомолекулярные структуры, биосовместимые и органические материалы; поверхности и слоистые наносистемы; структура и динамика трехмерных систем; информационные и когнитивные технологии; численные методы, компьютерное моделирование, теория рассеяния и дифракции; аппаратурно-методическое обеспечение эксперимента.

Елена СЕМЕНОВА
Фото Юрия МАКАРОВА

Нет комментариев

Загрузка...