Поиск - новости науки и техники

Чем солнце греется? Начинающие физики готовятся решать задачи завтрашнего дня.

Если бы даже не знал, куда попал, то по горячим обсуждениям научных тем, амбициозным монологам и неожиданным взрывам веселья, раздававшимся уже при входе в этот пансионат под Звенигородом, не трудно было догадаться, что здесь собрались преимущественно молодые ученые. Та к оно и было. ФИАН в очередной, 13-й, раз организовал школу для талантливых студентов, аспирантов, новоиспеченных физиков не только со всей России, но и из ближнего зарубежья.
Подхожу к одному из стендов: молоденькая девушка рассказывает о СО-лазере, где в качестве рабочей смеси используется поток угарного газа. Оказывается, это ядовитое вещество, выбросы которого мировое сообщество пытается контролировать посредством Киотского протокола, в чистом виде стоит довольно дорого. Хочу выяснить мощность угарного квантового генератора. Но тут Екатерина Занозина, аспирантка Троицкого института инновационных и термоядерных исследований, замолкает: информация конфиденциальная. Правда, сообщает, что недавно ТРИНИТИ сделал подобное, но не такое мощное устройство для “Газпрома”. А тот им трубы резал.
Делаю вывод, что новый лазер будет предназначен не иначе как для звездных войн. Спрашиваю Катю, откуда она приехала в Троицк. Девушка рассказала, что в составе небольшой группы из трех человек ее пригласили в аспирантуру в качестве теоретика из Воронежского государственного университета. А там у них не было определенной специализации, потому что изучали весь курс теоретической физики Ландау – Лифшица. Мысленно представляю увесистое десятитомное издание и сопоставляю его с небольшой женской головой. Что-то тут не так.
– И вы поняли весь этот курс?
– У нас были очень хорошие преподаватели.
Перехожу к другому стенду – и снова квантовый генератор. Кто-нибудь считал количество их видов? Студентка 5-го курса МФТИ Гюльнара Вишнякова поясняет, что все существующие лазеры производят излучение с неопределенным числом фотонов. Нам это трудно представить. Если, к примеру, движется группа с неизвестным числом людей, то все равно никто не сомневается, что в ней содержится вполне определенное количество человек. Но квантовый мир устроен иначе. В каждой световой вспышке присутствует “n” фотонов с такой-то вероятностью, “n плюс один” – с такой-то, ну и так далее. Человечество еще не придумало лазер, который мог бы излучать строго определенное число “частичек” света. Однако недавно группа теоретиков из Института лазерной физики Сибирского отделения РАН и Новосибирского государственного университета обосновала идею так называемого квантового фильтра, способного пропускать строго один фотон. И теперь Гюльнара со своими коллегами из ФИАН, где она проходит стажировку, пытается воплотить однофотонный лазер в реальность. Такой квантовый генератор не только представляет интерес для фундаментальной науки, но и очень пригодился бы в квантовой криптографии, чтобы обеспечить абсолютную секретность при передаче информации.
А вот молодой человек рассказывает о квантовом компьютере, точнее, об одной его информационной ячейке – так называемом кубите (квантовом бите). Пока, конечно, это из области научной фантастики. Но перспективы заманчивые. 10-15 кубитов соответствуют обычному калькулятору, 30-40 – мощному компьютеру, а 100 способны решить любую задачу. Вот некоторые особенности квантового компьютера. Он будет плохо считать, но быстро распознавать образы (соображать). За его работой невозможно “подсмотреть” – по крайней мере, это будет сделать сложнее, чем прочитать чужие мысли. Выдавать он будет ответы не точные, а лишь с некоторой долей вероятности. В любой момент способен “закапризничать”: ученые говорят в этом случае о декогеренции, но можно просто назвать это сбоем. Вам это ничего не напоминает? Не правда ли, похоже на работу нашего разума? Есть даже гипотеза, что мы мыслим по квантовому принципу (во всяком случае, и то и другое – непонятно). К сожалению, проверить это пока нельзя: студенты биологических факультетов не изучают квантовую механику, а физических – работу нейронов.
Аспирант Института физики микроструктур РАН (Нижний Новгород) Леонид Ревин пояснил, что в ИФМ сделали квантовый бит на основе миниатюрного сверхпроводящего кольца. Благодаря диэлектрическому зазору в кольце, ток в нем может изменяться только скачком, что позволяет реализовать различные квантовые состояния – необходимое условие для работы кубита. К сожалению, пока надежность считывания информации не превышает 70-80 процентов.
Вдруг на одном из стендов замечаю очень знакомое слово: “КОРОНАС-Ф”. Эта солнечная обсерватория завершила свою работу пять лет назад, но собранная ею информация о последнем цикле солнечной активности будет еще востребована не один год. Выпускник МФТИ, а ныне аспирант ФИАН Антон Рева участвовал в разработке компьютерной программы для определения температуры горячих точек на поверхности Солнца по данным спектрогелиографа. Выясняю, зачем это нужно, и вот что узнаю. В 40-х годах прошлого столетия астрономы совершенно случайно обнаружили, что солнечная корона нагрета до колоссальной температуры – миллион градусов. Никто этого не ожидал, и с тех пор ученые пытаются понять механизм нагрева. Постепенно стало ясно, что корону подогревают горячие точки, время от времени вспыхивающие на видимой поверхности светила. Данные, собранные “КОРОНАС-Ф”, позволили зарегистрировать их возникновение и поведение. Сначала буквально “на ровном месте” и без видимой причины появляется горячая область с температурой 5 миллионов градусов (меньшую прибор не регистрирует). Затем она может возрасти до 30-50 миллионов. Согласно простым оценкам, такая горячая область должна остыть за несколько секунд, но она существует 5-10 минут, а иногда и до часа. Происходит легкое мерцание – температура то падает, то снова растет. Значит, есть некий мощный источник непрерывного подогрева. В общем, теперь ученые понимают механизм нагрева короны, но не знают, что порождает и поддерживает горячие точки. К этому стоит добавить, что температура в центре светила, где идут термоядерные реакции, “всего-то” 15-20 миллионов градусов. Одним словом, еще одна проблема.
Кстати, нынешняя школа так и называлась “Актуальные проблемы физики”. И ведущие специалисты, приглашенные прочитать лекции молодым ученым, делали упор именно на такие проблемы. Например, директор ФИАН, вице-президент РАН, академик Геннадий Месяц, открывая 13-ю школу лекцией о вакуумной дуге, сообщил, что исследователи только недавно стали понимать механизм этого, на первый взгляд, простого явления. Оказывается, ток в дуге течет не непрерывно, а состоит из отдельных порций электронов, образующихся в результате микровзрывов на катоде. Словом, здесь есть над чем подумать, поэкспериментировать.
Об этом же говорили и другие выступающие, рассказывая о задачах, которые они сегодня решают. Молодые ученые еще раз убедились, что в науке осталось немало белых пятен. Значит, у них есть хорошие шансы проявить свои способности, сделать новые открытия, добиться признания.

Василий ЯНЧИЛИН/Фото автора

Нет комментариев