СМИ о нас

Судьбу космической обсерватории «Гамма-400», направленной на исследование гамма-излучения во Вселенной, решит  Российская академия наук (РАН).

«Академия наук сейчас решает вопрос,  в каком виде «Гамма-400» будет продолжаться, потому что эскизный проект закончен, в федеральной программе до 2025 года деньги на следующий этап, на разработку РКД (рабоче-конструкторской документации) не заложены», — рассказала заместитель директора Физического института им. П. Н. Лебедева (ФИАН) РАН Лариса Лихачева.

Сейчас в РАН активно обсуждают, какие работы по проекту войдут в Федеральную космическую программу 2026–2036 годов.

«Гамма-400» предназначена для исследования высокоэнергетического гамма-излучения в космосе и получения данных для изучения природы темной материи во Вселенной.

Над проектом космической обсерватории работают ФИАН, ИКИ, Научно-исследовательский институт системных исследований РАН, а также Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», передает ТАСС.

Ранее сообщалось, что в Самарском университете имени Королева разработан программный комплекс для управления спутниками в окололунном пространстве. С его помощью, считают разработчики, удастся повысить надежность космических аппаратов и увеличить срок их эксплуатации.

https://pobedarf.ru/2023/05/25/mysli-akademikov-ustremilis-v-kosmos/

Российская академия наук (РАН) в настоящее время решает судьбу космической обсерватории «Гамма-400», которая занимается исследованием гамма-излучения во Вселенной. Финансирование проекта на следующий этап разработки не было предусмотрено в федеральной программе до 2025 года, поэтому академия обсуждает возможности продолжения работы над «Гамма-400». В рамках Федеральной космической программы на 2026–2036 годы также обсуждаются вопросы включения данного проекта.

Космическая обсерватория «Гамма-400» предназначена для исследования гамма-излучения в космосе и изучения тайн тёмной материи. Работы над проектом ведутся несколькими институтами, включая Физический институт имени П. Н. Лебедева (ФИАН) РАН, Институт космических исследований (ИКИ) РАН, Научно-исследовательский институт системных исследований РАН, а также Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ». Основная цель проекта — расширить наши знания о гамма-излучении и его роли в формировании Вселенной.

Однако финансирование и дальнейшее развитие проекта вызывают определённые вопросы и неопределённость. Решение принимается Российской академией наук, которая обсуждает возможности включения «Гамма-400» в Федеральную космическую программу на более длительный период. Учёные и специалисты в космической области надеются, что проект будет продолжен и сможет продолжать собирать ценные данные о Вселенной, помогая нам раскрыть её тайны и загадки.

https://www.ferra.ru/news/techlife/delo-tyomnoe-ran-reshit-sudbu-unikalnoi-observatorii-25-05-2023.htm

Английский физик Стивен Хокинг писал, что «мы всего лишь развитые потомки обезьян на маленькой планете с ничем не примечательной звездой. Но у нас есть шанс постичь Вселенную. Это делает нас особенными». Современный человек исследует Вселенную с помощью радиотелескопов. О том, что они из себя представляют и как удалось  получить первое в мире изображение тени сверхмассивной черной дыры в центре галактики M87, в Парке науки ННГУ рассказал доктор физико-математических наук, заведующий отделом радиоприемной аппаратуры и миллиметровой радиоастрономии ИПФ РАН Игорь Зинченко. 

Случайное открытие.

Впервые космическое радиоизлучение было зарегистрировано всего лишь 90 лет назад радиоинженером Карлом Янским.  Как это часто бывает в науке, открытие было сделано случайно. Карл Янский работал в телефонной компании Белл и ему было поручено исследовать помехи радиоприема. Он обнаружил, что одна из помех идет из космоса. Короткая заметка об этом сенсационном открытии была опубликована в «Нью-Йорк таймс», но никого из профессиональных астрономов эта информация не заинтересовала.  Дело в том, что в то время астрономия была чисто оптической наукой. 

Но нашелся энтузиаст Грот Ребер, который на свои средства у себя во дворе построил антенну, чтобы «ловить» космическое радиоизлучение. После ряда неудачных попыток у него это получилось. И, начиная с 40-х годов прошлого века, радиоастрономия начала бурно развиваться. 

Современные радиотелескопы используются для приема радиоизлучения небесных объектов в Солнечной системе, Галактике и Метагалактике. Их два основных вида: одиночные и антенные решетки – системы, состоящие из большого количества антенн.

В высоком разрешении.

То, насколько маленькие вещи вы можете видеть, зависит от размера телескопа и длины волны. 

Разрешающая способность определяется отношением длины волны к размеру системы. В радиодиапазоне длина волны велика, поэтому «размер» телескопа тоже должен быть большим. «Размер» равен диаметру телескопа для одиночных антенн, и он же равен максимальному расстоянию для решеток. 

Стометровая антенна имеет примерно такое же разрешение, как человеческий глаз.  Чтобы получить разрешение больше, нужно увеличивать размер системы. Построить антенну размером километр или в сотни метров невозможно – она просто развалится под собственным весом, поэтому и придумали выстраивать много-много антенн в определенном порядке – это и есть антенные решетки. Их размер оценивается по расстоянию между крайними антеннами. 

Как работает антенна? Используются зеркала параболической формы. Парабола имеет такое свойство, что она плоский фронт фокусирует в точку – контр-рефлектор, от него волна отражается и попадает в кабину приемника. Современные приемники достаточно сложные устройства. Они нуждаются в охлаждении до очень низких температур. 

Также есть радиотелескопы, работающие на коротких миллиметровых волнах.  В их числе тридцатиметровый радиотелескоп IRAM в Испании. Именно с его помощью в газовом облаке, окружающем спутник Сатурна Энцелад, были выявлены молекулы метанола (CH3OH). Это первый случай, когда вещество, выделяемое криовулканами (мощными гейзерами) детектировано наземным телескопом.

Все миллиметровые телескопы располагаются  в горах. Это связано с тем, что земная атмосфера очень сильно поглощает эти волны и надо подниматься достаточно высоко. Принимающее устройство сложное и охлаждается практически до нуля (четыре градуса Кельвина). Это необходимое условие для того, чтобы приемник работал, так как там используются сверхпроводниковые элементы, и чтобы опять же уменьшить шумы. 

Громадная тарелка.

В мире есть несколько стометровых телескопов: один из них в США, другой в Германии.  Выглядят они как огромная тарелка диаметром сто метров, внутри которой даже погулять можно. 

Самый большой по размерам телескоп недавно построили в Китае – это радиотелескоп FAST. Это тарелка диаметром 500 метров. Он имеет форму не параболы, которая собирает излучение в точку, а сферы, углубление в Земле. Он неподвижный, так как полноповоротную конструкцию таких размеров построить невозможно, но чтобы изменять направления приема, облучатели перемещаются по специальным трассам.   

Один из известных радиотелескопов в России – РАТАН- 600 построен в 80-е годы прошлого века. 22-метровый радиотелескоп (РТ-22) недалеко от поселка Симеиз построен в 60-х годах. С его помощью получен целый ряд первоклассных научных результатов, в том числе по исследованию активных ядер галактик и объектов Солнечной системы. 

Антенные решетки.

Что касается антенных решеток, то они самые разные. Например, американская система The Very Large Array (VLA) эксплуатируется с 1980 года, состоит из двадцати семи 

25- метровых антенн, которые образуют решетку переменной конфигурации. 

Антенные решетки могут быть разного диаметра. Большая часть 66 антенн решетки в  чилийской пустыне на высоте пять тысяч метров диаметром 12 метров, есть семиметровые. Пустыня Атакама едва ли не самая сухая на Земле, что делает ее излюбленным местом астрономов. 

Есть варианты решеток, антенны которых стоят относительно близко друг к другу, но для того, чтобы получить еще лучшее разрешение, их можно расположить на разных континентах (!). Чтобы прием сигнала был в одной фазе, для этого используются стандарты частоты. К слову, одни из лучших стандартов делают в Нижнем Новгороде. Примером такой разбросанной на большое расстояние антенной решетки может быть Very Long Baseline (VLBA). Это десять антенн, расположенных друг от друга по территории США и Канады. 

Подобная система есть и в нашей стране. Это «Квазар- КВО» Института прикладной астрономии в Санкт-Петербурге. В систему входят три антенны – одна под Питером, другая – на Северном Кавказе, третья – в районе Байкала. 

Заглянуть в черную дыру.

Также есть телескоп горизонта событий – это глобальная система антенн миллиметрового диапазона, которая охватывает весь земной шар.  Разрешение, которое достигается с помощью этого телескопа, соответствует тому, как если бы мы на поверхности Луны пытались с Земли разглядеть монетку размером в несколько сантиметров.  С помощью этой системы удалось увидеть в том числе тени черных дыр. 

Телескоп горизонта событий видит некие функции, которые с помощью методов обработки позволяют получить определенную картинку. С его помощью удалось получить изображение тени черной дыры. Это весьма загадочный объект, который притягивает к себе много чего, в том числе свет. Свет не может выйти из черной дыры, так как гравитация там настолько велика, что все поглощается.  Изображение черной дыры – это светящийся круг с темным центром. Выглядит она так в соответствии с  понятием  «горизонт событий». То есть, это поверхность, за которой  в принципе невозможно ничего увидеть. Отсюда и темное пятно в центре. 

Кстати.

Телескопы также можно запускать в космос – такие проекты успешно реализуются. В России в 2011 году был запущен и успешно проработал восемь лет радиотелескоп «Радиоастрон» – наземно-космический интерферометр. Есть проект запуска антенны нового поколения «Миллиметрон» («Спектр-М») Астрокосмического центра Физического института им. П.Н. Лебедева РАН (АКЦ ФИАН). Это будет 10-метровый космический телескоп, предназначенный для исследования различных объектов во Вселенной в миллиметровом и инфракрасном диапазонах длин волн от 0,07 до 10 мм. Первый режим обеспечит очень высокое угловое разрешение. Возможно, благодаря этому как раз и удастся в ближайшем будущем получить гораздо более резкое изображение черной дыры.

Вопрос дилетанта.

– Радиотелескоп РАТАН-600 построен довольно давно – в 80-е годы. Насколько актуальна информация, которую он получает? 

- Радиотелескоп  РАТАН-600 остается конкурентоспособным в выполнении обзорных работ. Это неподвижная система. Все то, что проходит через диаграмму направленности, он регистрирует. А задач, которые требуют обзорных исследований, довольно много. В связи с этим радиотелескоп  РАТАН-600  очень эффективно используется и выдает хорошие результаты. 

https://nnews.nnov.ru/posts/89420

Премия имени И.Я. Померанчука в 2023 году присуждена ведущему научному сотруднику Лаборатории квантовой теории поля Физического института им. П.Н. Лебедева РАН Аркадию Александровичу Цейтлину.

Профессор Аркадий Цейтлин отмечен за ряд основополагающих результатов в квантовой гравитации и теории струн, которые существенно повлияли на современную физику высоких энергий.

Премия имени И.Я. Померанчука – премия в области теоретической физики. Ежегодно её присуждают двум физикам-теоретикам – одному российскому и одному зарубежному.  

В этом году лауреатом также стал профессор Якир Ааронов из Университета Тель-Авива за открытие квантовой топологической фазы, в частности, за эффект Бома-Ааронова, и использование этой фазы в различных областях физики.

Премия Померанчука учреждена в 1998 году, в год 85-летия со дня рождения ученого, а имена лауреатов называются непосредственно в день рождения Исаака Яковлевича – 20 мая.  

Отметим, что А.А. Цейтлин стал четвёртым сотрудником ФИАН – лауреатом Премии Померанчука. В 2000 году премию получил Е.Л. Фейнберг, в 2014 – Л.В. Келдыш, а в 2020 - М.А. Василиев.

Информация предоставлена отделом по связям с общественностью ФИАН

https://scientificrussia.ru/articles/premia-pomerancuka-2023-v-fiane

Директор Физического института им. П.Н. Лебедева РАН член-корреспондент РАН Николай Николаевич Колачевский поделился впечатлениями от участия в первом дне Общего собрания РАН.

«Послушав доклад Геннадия Яковлевича Красникова и выступления руководителей страны, можно подвести итоги: с прошлого Общего собрания прошел год, и сегодня мы видим, что академия сильно укрепила свои позиции, очень многое было сделано в плане подготовительных мероприятий. Среди тезисов, с которыми президент РАН выступил сегодня: повышение роли экспертизы РАН, перераспределение акцентов в госзадании, большее вовлечение в приоритетные направления государственной стратегии, а также привлечение молодежи, в том числе работа со школьниками. <…> Я желаю нашим ученым удачи и плодотворной работы».

https://scientificrussia.ru/articles/akademia-silno-ukrepila-svoi-pozicii-clen-korrespondent-ran-nikolaj-kolacevskij

Андрей Дмитриевич Сахаров

21 мая 1921 года родился Андрей Сахаров, создатель советской водородной бомбы и диссидент.

Личное дело

Андрей Дмитриевич Сахаров (1921-1989) родился в Москве. Его отец, Дмитрий Иванович Сахаров, был преподавателем физики, автором известного задачника, мать Екатерина Алексеевна — домохозяйкой.

Начальное образование Андрей Сахаров получил дома, учиться в школу пошел только с седьмого класса. В 9-м классе занимался в школьном математическом кружке при МГУ. По окончании школы в 1938 году поступил на физический факультет МГУ.

После начала войны, летом 1941 года Сахаров пытался поступить в военную академию, но его не взяли по состоянию здоровья. В 1941 году был эвакуирован в Ашхабад. В 1942 году окончил университет с отличием и был по распределению направлен на патронный завод в Ульяновск. На заводе сделал изобретение для контроля бронебойных сердечников и внёс целый ряд других рацпредложений.

В конце 1944 года поступил в аспирантуру Физического института имени П. Н. Лебедева (ФИАН), где его научным руководителем стал И. Е. Тамм. Сотрудником ФИАНа Андрей Сахаров оставался до самой смерти.

В 1947 году защитил кандидатскую диссертацию. По просьбе академика Тамма был принят на работу в Московский энергетический институт (МЭИ), читал там курсы ядерной физики, теории относительности и электричества.

В 1948 году был зачислен в специальную группу и до 1968 года занимался разработкой термоядерного оружия, участвовал в проектировании и разработке первой советской водородной бомбы по схеме, названной «слойка Сахарова».

Одновременно с работой над созданием тероядерной бомбы, Сахаров вместе с Таммом выдвинул в 1950 году идею магнитного удержания плазмы и провел основополагающие расчеты установок по управляемому термоядерному синтезу. Ему принадлежат также идея и расчеты по созданию сверхсильных магнитных полей обжатием магнитного потока проводящей цилиндрической оболочкой. Позднее Сахаров предложил использовать лазерное обжатие для получения управляемой термоядерной реакции. Эти идеи положили начало масштабным исследованиям термоядерной энергетики.

В 1953 году стал доктором физико-математических наук. В том же году в возрасте 32 лет, минуя ступень член-корреспондента, был избран действительным членом Академии наук СССР, став вторым по молодости на момент избрания академиком за всю историю (после С. Л. Соболева).

Уже с середины 1950-х годов Сахаров демонстрировал активную жизненную позицию. В 1955 году подписал знаменитое «Письмо трёхсот» против деятельности академика Т. Д. Лысенко, с конца 50-х выступал за прекращение испытаний ядерного оружия.

К концу 1960-х годов Андрей Сахаров уже являлся одним из лидеров правозащитного движения в СССР.

В 1966 году он подписал письмо двадцати пяти деятелей культуры и науки генеральному секретарю ЦК КПСС Л. И. Брежневу против реабилитации Сталина.

В июне 1968 года в иностранной прессе вышел манифест Сахарова «Размышления о прогрессе, мирном сосуществовании и интеллектуальной свободе». В манифесте шла речь об опасностях термоядерного уничтожения, экологического самоотравления, дегуманизации человечества, необходимости сближения социалистической и капиталистической систем, преступлениях Сталина и отсутствии демократии в СССР. В своем манифесте Сахаров выступил за отмену цензуры, политических судов, против содержания диссидентов в психиатрических больницах. Реакция властей не заставила себя ждать: Сахаров был полностью отстранен от работы на «объекте» и уволен со всех постов, связанных с военными секретами.

В 1970 году Сахаров стал одним из основателей «Московского Комитета прав человека» (вместе с Андреем Твердохлебовым и Валерием Чалидзе), а в 1971 году обратился к советскому правительству с «Памятной запиской», в которой призывал к общей амнистии всех политических заключенных и к широкой гласности рассмотрения судебных дел, особенно политического характера. Также в записке содержались призывы к свободе информационного обмена и убеждений, полному восстановлению прав выселенных при Сталине народов, принятию законов о свободе для советских граждан выезда из страны и возвращения в нее.

В 1960-х — начале 1970-х годов Сахаров присутствовал на процессах над диссидентами, во время одного из которых в 1970 году в Калуге познакомился с Еленой Боннэр, на которой и женился через два года. Обретя в лице жены единомышленника, еще больше времени и сил стал уделять правозащитной деятельности, что не могло не вызвать недовольства властей. В советской печати начались кампании против Сахарова.

29 августа 1973 года в газете «Правда» было опубликовано письмо членов Академии наук СССР с осуждением деятельности Андрея Сахарова («Письмо 40 академиков»), в котором утверждалось, что ученый окончательно отошел от научной деятельности и «фактически стал орудием враждебной пропаганды против Советского Союза и других социалистических стран».

Через два дня - 31 августа - в газете «Правда» было опубликовано «Письмо писателей» с осуждением Сахарова и Солженицына, которое подписали более 30 советских писателей, в том числе Константин Симонов, Борис Полевой, Михаил Шолохов.

 «Советская пресса начала беспрецедентную, массированную кампанию против академика А.Д. Сахарова. Тема считается столь важной, что все основные газеты ежедневно печатают по нескольку статей, враждебных А.Д. Сахарову, но ни одна из них не познакомила читателей с его выступлениями, вызвавшими эти нападки», - отмечал в своем открытом письме в защиту Сахарова в сентябре 1973 года математик член-корреспондент АН СССР И. Р. Шафаревич. Он призвал советских и иностранных ученых «использовать все свои возможности, все каналы, чтобы защитить А.Д.Сахарова».

В 1975 году Андрей Сахаров написал книгу «О стране и мире». В том же году ему была присуждена Нобелевская премия мира. В ответ на это в советских газетах появились очередные коллективные письма представителей науки и культуры с осуждением политической деятельности Сахарова.

Премию за Сахарова, которого власти не выпустили, получила его жена Елена Боннэр, лечившаяся в это время за границей. Она же  и прочитала Нобелевскую лекцию мужа «Мир, прогресс, права человека», в которой Сахаров доказывал, что эти три цели «неразрывно связаны одна с другой» и настаивал на  соблюдении свободы совести, свободы печати и доступа к источникам информации, а также выдвинул предложения по достижению разрядки напряженности и разоружения.

В декабре 1979 года и январе 1980 года Сахаров резко выступил против ввода советских войск в Афганистан. Его заявления были напечатаны на первых страницах западных газет. Это стало последней каплей, переполнившей чашу терпения советских властей. 22 января 1980 года по дороге на работу ученый был задержан, а затем вместе с женой без суда сослан в Горький (ныне Нижний Новгород). Он был лишён звания трижды Героя Социалистического Труда, а  также званий лауреата Сталинской (1953) и Ленинской (1956) премий.  

В ссылке семья Сахаровых жила под непрерывным наблюдением. У дверей их квартиры постоянно и круглосуточно дежурила охрана, к ним не допускали друзей и родственников.

В Горьком Сахаров провёл три длительных голодовки. Первую, семнадцатидневную — в 1981 году вместе с Еленой Боннэр за право выезда к мужу за рубеж невестки Сахаровых Л. Алексеевой.

Вторую голодовку, длившуюся 26 дней, Сахаров провел в мае 1984 года в знак протеста против уголовного преследования Елены Боннэр, обвиненной в «распространении заведомо клеветнических ложных измышлений, порочащих советский общественный строй».

Третью, самую длительную голодовку, Сахаров провел в апреле-октябре 1985 года за право Елены Боннэр выехать за рубеж для операции на сердце. В общей сумме голодовка длилась 178 дней. В течение этого времени Сахарова неоднократно госпитализировали и подвергали принудительному кормлению.

«26-27 мая применялся наиболее мучительный и унизительный, варварский способ. Меня опять валили на спину на кровать, привязывали руки и ноги. На нос надевали тугой зажим, так что дышать я мог только через рот. Когда же я открывал рот, чтобы вдохнуть воздух, в рот вливалась ложка питательной смеси или бульона с протертым мясом. Иногда рот открывался принудительно - рычагом, вставленным между деснами. Чтобы я не мог выплюнуть питательную смесь, рот мне зажимали, пока я ее не проглочу. Все же мне часто удавалось выплюнуть смесь, но это только затягивало пытку», - описывал Сахаров свое четырехмесячное заточение в больнице в письме к президенту Академии наук СССР А.П.Александрову.

Разрешение на выезд Боннэр было выдано только в июле 1985 года после письма Сахарова к М.С.Горбачеву, в котором тот обещал сосредоточиться на научной работе и прекратить общественные выступления, если поездка жены будет разрешена.

В течение всего времени горьковской ссылки Сахарова во многих странах мира проходили кампании в его защиту, однако закончилась она только с началом перестройки. 16 декабря 1986 года Горбачев позвонил Сахарову по специально установленному для этого в его квартире в Горьком телефону и объявил об окончании ссылки, заявив: «Возвращайтесь и приступайте к своей патриотической деятельности». Уже через неделю Андрей Сахаров вместе с женой вернулся в Москву.

В 1988 году был избран почетным председателем общества «Мемориал» (после признания иноагентом было ликвидировано), а в марте 1989 – народным депутатом СССР в числе 25 депутатов, которые представляли на съезде Академию наук.

Андрей Сахаров скончался в своей квартире на улице Чкалова 14 декабря 1989 года от внезапной остановки сердца. Похоронен на Востряковском кладбище в Москве.

Чем знаменит

Андрей Сахаров, ставший легендой еще при жизни – явление мирового масштаба, один из самых выдающихся деятелей XX века. Талантливейший физик-теоретик и конструктор, один из самых молодых академиков АН СССР, получивший это звание в 32 года. «Отец советской водородной бомбы» и лауреат Нобелевской премии мира.

При этом не менее велик он был и как человек. По словам Дмитрия Лихачева, Андрей Сахаров был тем праведником, который «может оправдать существование целого народа»: «Не будь его, мы, русские, навеки покрыли бы себя позором. Он один говорил от лица всех нас. Он спас и сохранил наши честь и достоинство, подав голос в защиту людей, преследуемых властями, для которых инакомыслие было тягчайшим государственным преступлением».

До начала 80-х годов имя Сахарова большинство наших соотечественников знали  только по кампаниям в советской прессе, в которых лауреат Нобелевской премии мира представлялся человеком, клевещущим на советский государственный и общественный строй и пытающимся «породить недоверие к миролюбивой политике Советского государства».

Только в конце 80-х годов, став депутатом, Сахаров получил возможность открыто высказывать свои мысли перед широкой советской аудиторией.

«Страна тогда впервые увидела и услышала Сахарова. И за те дни, что проходили заседания съезда, рассыпалась вся клевета, которую в течение ряда лет возводила против Сахарова наша официальная пропаганда», - писал в своих воспоминаниях о Сахарове его коллега по ФИАН Борис Болотовский.

С трибуны съезда Андрей Сахаров на всю страну вновь осудил войну в Афганистане и потребовал отмены в Конституции СССР статьи о руководящей роли партии. При этом его выступления на съезде нередко захлопывались, сопровождались выкриками из зала и свистом со стороны большой части депутатов, которых историк Юрий Афанасьев назвал «агрессивно-послушным большинством».

2 июня 1989 года в зале заседаний семь депутатов с трибуны назвали «провокационной выходкой» интервью Сахарова канадской газете «Оттава ситизен» о судьбе советских военнослужащих в Афганистане, обвинив его в «унижении чести, достоинства и памяти сыновей своей Родины». После этого, по воспоминаниям Юрия Власова, «за ничтожным исключением зал встал, кричал и аплодировал тем, кто с трибуны обвинил Сахарова в клевете». Со съезда велась прямая телетрансляция, и в тот же день Сахаров получил сотни посланий с выражениями поддержки.

В ноябре 1989 года Сахаров представил на съезде проект новой конституции страны, в основу которой были положены защита прав личности и права всех народов на государственность. А уже в середине декабря его не стало. Проститься с Андреем Сахаровым пришли более сотни тысяч людей, его похороны превратились в грандиозную демонстрацию.

Андрей Сахаров до сих остаётся одним из крупнейших моральных авторитетов для российской общественности, нравственным идеалом эпохи. По словам Бориса Альтшулера, его «ненасильственная оппозиция оказалась, в конце концов, сильнее одного из самых насильственных режимов». 

О чем надо знать

Над созданием термоядерного оружия Сахаров работал сперва неохотно, но потом пришел к убеждению, что это необходимо для поддержания равновесия ядерных сил в мире. Это равновесие, считал он, будет удерживать противоборствующие стороны от военного конфликта с применением ядерных вооружений.

В своей книге «О стране и мире», опубликованной на Западе в 1975 году, Сахаров предупреждая об опасности обсуждавшегося в то время соглашения Брежнева-Никсона о создании системы «антиракетных щитов» для двух главных городов в США и в СССР, считая, что это может позволить советскому руководству развязать Третью мировую войну: «Страшное подозрение невольно закрадывается в душу, рисуется схема того, что при такой оборонной системе большая часть территории и населения страны приносится в жертву соблазну получить решающее преимущество первого ракетно-ядерного удара при относительной безопасности московских чиновников».

При этом Сахаров приложил много усилий для установления запрета на испытания ядерного оружия. Именно по его инициативе советское правительство предложило заключить международный договор о запрещении ядерных испытаний в трех средах. Прекращение испытаний в атмосфере спасло жизни и здоровье сотен тысяч людей.

Прямая речь 

Андрей Сахаров о политике: «Я не профессиональный политик, и, может быть, поэтому меня всегда мучают вопросы целесообразности и конечного результата моих действий. Я склонен думать, что лишь моральные критерии в сочетании с непредвзятостью мысли могут явиться каким-то компасом в этих сложных и противоречивых проблемах».

Из открытого письма И.Шафаревича  в защиту Андрея Сахарова: «Я считаю, что последние годы жизнь Андрея Дмитриевича Сахарова была примером того, как может и должен жить человек, искренне считающий, что все происходящее сейчас в нашей стране, что ее будущее - это дело каждого гражданина, а не только тех учреждений, которым надлежит этим ведать. С неотступностью и самоотверженностью, типичной для лучших представителей русского народа, он говорил о пороках и язвах нашего общества, молчать о которых ему не позволяла совесть, искал и предлагал пути их исцеления, - или мы должны верить, что живем в раю, где нет ни пороков, ни язв? (Легко понять, какое озлобление его поведение вызывает не только у тех, кто извлекает выгоду из этих язв, но и у тех, кто сделал принципом своей морали их не замечать). Как ни велики достижения А.Д.Сахарова в физике, как ни уникален его вклад в оборонную мощь СССР, то значение, которое для нашей страны имеет его общественная деятельность, - я уверен, - неизмеримо больше».

Дмитрий Лихачев об Андрее Сахарове: «В сущности, Сахаров никогда не стремился поразить оригинальностью взглядов, высказать что-то такое, чего не смог бы сказать никто другой. Он всегда говорил и писал о простых человеческих истинах, которые в свободной, демократической стране воспринимаются как нечто совершенно естественное, обыденное. Но в государстве, где обыкновенному человеку запрещено говорить обыкновенные вещи, они, высказанные вслух, становились откровением. Не исключительность, а обыденность тех истин, которые отстаивал Андрей Дмитриевич Сахаров как политик, потрясала людей. Потому что, когда в изолгавшемся обществе один человек говорит правду, каждое сказанное им слово обретает особый смысл».

Из определения Нобелевского комитета: «Сахаров бескомпромиссно и действенно боролся не только против злоупотребления властью во всех их проявлениях, но и с равной энергией защищал идеал государства, основанного на принципе справедливости».

Папа римский Бенедикт XVI об Андрее Сахарове: «Если его внешняя свобода при коммунистическом режиме была закована в цепи, то его внутренняя свобода, которую никто не мог отнять у него, уполномочила его твердо выступать в защиту своих соотечественников во имя общего блага».

8 фактов об Андрее Сахарове

• Андрей Сахаров был дважды женат. В 1943 году он женился на Клавдии Вихиревой, уроженке Симбирска. У них родилось трое детей — дочери Татьяна и Любовь и сын  Дмитрий. В 1969 году Клавдия умерла от рака. В 1970 году во время поездки в Калугу на политический процесс Вайля-Пименова Сахаров познакомился с Еленой Боннэр, на которой женился в 1972 году. У неё к тому моменту уже было двое детей.  Общих детей у супругов не было, но Андрей Сахаров, по его собственным словам, считал детей Елены Боннэр своими детьми.
• В сентябре 1977 года Андрей Сахаров обратился с письмом в организационный комитет по проблеме смертной казни, в котором выступил за ее отмену в СССР и во всём мире.
• Президенту АН СССР академику Александрову было настоятельно предложено лишить Андрея Сахарова звания академика, однако Александров ответил на это, что лишение звания академика, так же как и избрание в академики, происходит путем тайного голосования на общем собрании всей академии, поэтому  результат может оказаться непредсказуемым. В результате звания члена АН СССР Сахаров лишён не был.
• В Большой советской энциклопедии, вышедшей в 1975 году, а затем и в выходивших до 1986 года энциклопедических справочниках статья о Сахарове завершалась фразой «В последние годы отошёл от научной деятельности». По некоторым данным, эта формулировка принадлежала М. А. Суслову. При этом с 1967 по 1980 год Сахаров  опубликовал более 15 научных работ, в том числе о барионной асимметрии Вселенной с предсказанием распада протона (по мнению Сахарова, это была его лучшая теоретическая работа), о космологических моделях Вселенной, о связи тяготения с квантовыми флуктуациями вакуума и массовых формулах для мезонов и барионов.
• Во время горьковской ссылки Андрея Сахарова площадь в Вашингтоне, где находилось советское посольство, была переименована в «Площадь Сахарова».
• После возвращения из ссылки Сахаров так и не был восстановлен в наградах и званиях, которых его лишили в 1980 году. Он категорически от этого отказался, и Горбачёв не стал подписывать соответствующий указ.
• Андрей Сахаров был уверен в том, что умрет в 72 года, как и его отец,  и говорил об этом жене. Однако эти ожидания не оправдались. По воспоминаниям очевидцев, Елена Боннэр, обнаружив мужа мертвым, кричала: «Ты меня обманул! Ты же обещал мне еще три года!».
• В январе 1990 года по инициативе Елены Боннэр была создана Общественная комиссия по сохранению наследия академика Андрея Сахарова. В 1994 году был открыт Архив Сахарова, в 1996 году — Музей и общественный центр им. Андрея Сахарова (с 2012 года – «Сахаровский центр», объявлен иноагентом).

https://polit.ru/news/2023/05/21/sakharov/

Родившийся 102 года назад, Андрей Дмитриевич Сахаров не только был выдающимся физиком, но и находился в рядах важнейших общественных деятелей своего времени. Один из создателей первой советской термоядерной бомбы, самый молодой академик в истории АН СССР, лауреат многочисленных премий за вклад в оборону страны и в то же время — учредитель Московского комитета по правам человека, автор статей о мире и разоружении, противник репрессий, сам оказавшийся диссидентом.

102 года А.Д. Сахарову. Источник: Архив Сахарова

«Тебе, спасителю России, спасибо», — по свидетельству очевидцев, сразу же после испытания первой водородной бомбы с этими словами А.Д. Сахарову поклонился И.В. Курчатов, руководивший тогда государственной комиссией. Молодой ученый действительно внес неоценимый вклад в разработку термоядерного оружия. Принцип действия бомбы, при котором происходит ионизационное сжатие термоядерного горючего, называется «сахаризацией» именно в его честь. Проект, по мнению А.Д. Сахарова, должен был стать залогом мира между странами и гарантом безопасности СССР.

Одним из главных достижений Сахарова была идея «слойки»: последовательно чередуя слои легких веществ типа дейтерия или трития со слоями урана, можно было создать оружие любой мощности. В сочетании с идеей «сахаризации» это позволило СССР сделать оружие не только разрушительным, но и в достаточной степени «легким» для практического использования.

После успешного испытания бомбы на 32-летнего ученого, которого в свое время считали лучшим студентом из учившихся на физфаке МГУ, посыпались награды: Сталинская и Ленинская премии, звание Героя Социалистического Труда. В том же 1953 г. А.Д. Сахаров, миновав ступень члена-корреспондента, сразу же стал академиком АН СССР — самым молодым в ее истории. Он вдруг оказался национальным героем от мира науки, и советская власть с радостью поддерживала этот образ, предоставляя новоявленному академику разрабатывать и испытывать все новые и новые виды ядерного оружия.

А.Д. Сахаров Источник: Архив Сахарова 

Однако сам А.Д. Сахаров во многом был не согласен с этой властью. В 1958 г. он опубликовал две статьи о вреде, который ядерные взрывы причиняют людям и их наследственности. Ученый безуспешно пытался убедить руководство страны продлить мораторий на испытания ядерного оружия. В ответ на это Н.С. Хрущев заметил, что физик «лезет не в свое дело». Испытания продолжались вплоть до 1963 г. и завершились лишь с подписанием договора между СССР, США и Великобританией.

Сахаров же все чаще и чаще вмешивался «не в свои дела». В 1960-х гг. он открыто выступал за право людей отстаивать свои убеждения, пытался добиться отмены смертной казни. Наконец, в 1968 г. А.Д. Сахаров написал статью «Размышления о прогрессе, мирном сосуществовании и интеллектуальной свободе», в которой рассуждал о том, что капитализм и социализм могут и должны сближаться и что СССР и США способны работать сообща для достижения общих целей и мира на планете.

После появления этой статьи ученого сразу же отстранили от всех секретных проектов. По ходатайству его бывшего научного руководителя, лауреата Нобелевской премии И.Е. Тамма, А.Д. Сахарова взяли на работу в ФИАН. Рассчитывать на высокую должность он теперь не мог — академика определили как старшего научного сотрудника. Но общественная деятельность ученого на этом не закончилась: в 1970 г. он стал одним из учредителей Московского комитета по правам человека. Сахаров продолжал активно бороться за свободу совести в СССР, за право получать и распространять информацию, за разоружение. В 1975 г. академик был удостоен Нобелевской премии мира. На родине на это отреагировали критикой и осуждением.

П.Л. Капица Источник: Лев Иванов / РИА Новости

В 1980 г. после выступления А.Д. Сахарова против ввода войск в Афганистан его лишили всех государственных наград и отправили в ссылку в закрытый для иностранцев город Горький. Тогда же ученого попытались лишить звания академика, но за него вступились Н.Н. Семенов и П.Л. Капица. На глазах присутствовавшего в зале куратора из ЦК академики провели следующий диалог:

— «Академик» — звание пожизненное, и еще не бывало, чтобы академиков исключали. Нет прецедента, — заметил Н.Н. Семенов.

— Был! В Германии после прихода к власти нацистов из Прусской академии наук исключили Эйнштейна, — ответил П.Л. Капица.

Ученые лукавили, поскольку прекрасно знали, что Альберт Эйнштейн сам вышел из Прусской и Баварской академий. Но лишать Сахарова звания после этого обмена репликами больше никто не решался.

Из горьковской ссылки ученый был возвращен в 1986 г. по распоряжению М.С. Горбачева. После этого академик вернулся к научной и общественной деятельности, стал членом президиума Академии наук. В 1989 г. за несколько месяцев до смерти А.Д. Сахаров был избран народным депутатом СССР. И именно значок народного депутата, а не медали или ордена, красовался на лацкане великого физика во время прощания с ним.

https://scientificrussia.ru/articles/ucenyj-prezde-vsego-celovek

Все растения очень нуждаются в опылении пчелами. В противном случае — хорошего урожая нам точно не видать. И меда, конечно же. Фото: Виктор Хабаров, «Вечерняя Москва»

Чтобы мировое сообщество обратило внимание на пчел, насекомым даже день в году выделили. Свой профессиональный праздник эти труженики отметят 20 мая. «НО» поговорили с ученым, руководителем ТОП «ФИАН», потомственным пчеловодом, жителем Троицка и членом-корреспондентом РАН Андреем Наумовым (на фото) и узнали, с какими проблемами сталкиваются хозяева пасек и как Илон Маск мешает пчелам делать их «сладкую работу».

Несмотря на то, что в Новой Москве львиную долю жилья составляют частные дома, никто особо и не спешит обзаводиться пасеками и качать мед. Хотя производство это в промышленных масштабах весьма востребованное.

— Но в то же время и затратное. Чтобы производить мед в промышленных масштабах, приходится применять самые современные технологии, — рассказывает Андрей Наумов. Те, в свою очередь, позволяют буквально рассматривать каждую пчелу под микроскопом, чтобы впоследствии собрать большое количество «урожая». Но на рынке более ценным считается другой мед — тот, что собирают фермеры на своих частных пасеках.

— Это экологически чистый продукт, и он наделен массой полезных свойств, — говорит Андрей Наумов.

Поможет вам вылечить простуду, стать натуральной заменой сахару. А сколько других пчелиных продуктов (то же маточное молочко, пчелиный яд, прополис) востребовано на рынке.

Правда, чтобы получить их, придется изрядно потрудиться. Купить улья, пчелиные семьи (и одной-двумя вы явно не обойдетесь), почитать соответствующую литературу и лучше всего взять пару мастер-классов у опытных пчеловодов, чтобы овладеть хотя бы азами этой «сладкой» профессии. Но даже тогда нельзя рассчитывать на хороший результат.

— Нужно учитывать много факторов: главный из которых — пчелиный, — говорит Андрей Наумов.

Как бы нам ни казалось, что пчел вокруг предостаточно, это совсем не так. Мир хоть пока и не стоит на пороге, но уже активно движется к пчелиной катастрофе!

— Не так давно читал статью, в которой рассказывалось: ежегодно количество пчел в Великобритании уменьшается в два раза! — говорит Андрей Витальевич. — И это вполне похоже на правду. Мы уже давно столкнулись с массовым вымиранием пчел. Все мировые СМИ говорят об этом практически каждый год, предупреждая: не будет пчел — нам всем покажется несладко. Растения нуждаются в постоянном опылении. И если никто не будет этого делать, урожая нам можно не ждать. А дальше планету ждет голод! Гипотез такого пчелиного апокалипсиса выделяют несколько.

— Во-первых, это пестициды и гербициды, которыми обрабатываются растения от различных болезней и вредителей, — говорит Андрей Наумов.

Отказаться от них мы уже вряд ли сможем, а это значит, что пчелы продолжат серьезно страдать. А насекомые, которые будут выживать, начнут производить «неправильный мед», в котором могут содержаться химикаты. Что сейчас и происходит, если пасека находится где-нибудь в черте города.

— Вторая гипотеза — пчелам мешают жить электромагнитные поля, телефоны, Wi-Fi, линии электропередач. Да взять хотя бы спутники, которые запускают сотнями ежегодно. Особенно в этом преуспел Илон Маск — на орбите уже работает более 1500 спутников Starlink. Спутники тоже производят излучение, которое, вероятнее всего, мешает насекомым, — говорит ученый.

Пчелы перестают ориентироваться в пространстве, не долетают до своих ульев и гибнут. В 2019 году новомосковские пчеловоды рассказывали «НО», что ежегодно стали лишаться до половины пчелиных семей. И такая печальная тенденция продолжается до сих пор.

— Так что пчелиные хозяйства в нашей стране развиты не так хорошо, как хотелось бы, — считает Андрей Наумов. — Более того, развитию пасек мешает и урбанизация. По большей части люди живут в городах, многие деревни опустели, некоторые и вовсе исчезли.

Так что пчеловодов год от года становится все меньше. А вместе с ними и меда. И это не может не настораживать.

https://newokruga.ru/na-poroge-nesladkoj-zhizni/

Сотрудники Физического института имени П. Н. Лебедева РАН продолжали вести научные исследования даже в самые трудные годы войны. Эти исследования помогли внести огромный вклад в победу над фашистской Германией в 1945 году.

«Все силы, все знания – обороне Родины!» Cотрудники ФИАН в Казанском университете, 8 марта 1943 года.

После начала Великой Отечественной войны в июле 1941 года Физический институт переехал из Москвы в Казань, где разместился в помещении Физического практикума Казанского университета.

Ученые института приняли решение не прекращать исследовательскую деятельность, и это дало свои результаты. Так, в лаборатории люминесценции разработали светящиеся составы для авиационных приборов, благодаря которым стали возможны ночные бомбардировки, и инфракрасные бинокли, используемые в темное время суток. В 1943 году они были приняты на вооружение Военно-морским флотом.

А лаборатория атомного ядра предложила военной промышленности рентгеноскопические приборы для контроля клапанов авиационных двигателей и гамма-толщиномеры для проверки качества орудийных стволов с толщиной стенок до 10 см.

Здание Казанского университета перед Великой Отечественной войной.

В лаборатории диэлектриков фиановцы научились готовить высокопрочную температурно-стабильную керамику для радиоконденсаторов и передали ее технологию промышленности. Фактически эти работы заложили основы отечественного производства керамических конденсаторов. Найденные методы металлизации бумаги также были использованы промышленностью для изготовления бумажных конденсаторов.

В этот период в ФИАНе были также предложены новые научные теории. Например, ученые разработали электродинамическую теорию слоистых магнитных антенных сердечников и теорию распространения радиоволн вдоль реальной земной поверхности, которая позволила с высокой точностью определять положение наземных и надводных объектов. Помимо этого, была создана корреляционная теория распознавания акустического сигнала в присутствии сильных помех и радикально усовершенствован метод пеленгации подводных лодок.

С. И. Вавилов выступает с докладом на научном семинаре. 1943 год.

В лаборатории колебаний ученые создали новые типы чувствительных самолетных антенн.

Оптическая лаборатория передала металлургическим, авиационным и танковым заводам экспресс-методы и переносные приборы (стилоскопы) для спектрального анализа состава сталей и сплавов.

Благодаря фиановцам были также разработаны и переданы промышленности методы контроля качества бензинов, основанные на комбинационном рассеянии света, а госпитали получили новый стереоскопический прибор для анализа рентгеновских снимков.

Кроме того, акустики Института по заданию Военно-морского флота методом акустического траления и дистанционного подрыва обезвреживали на Черном и Балтийском морях вражеские бесконтактные акустические мины.

Сотрудники ФИАН в конце войны.

Информация и фото предоставлены отделом по связям с общественностью ФИАН.

https://new.ras.ru/activities/news/kak-nashi-fiziki-priblizili-pobedu-v-velikoy-otechestvennoy-voyne/

Сотрудники Физического института имени П.Н. Лебедева РАН продолжали вести научные исследования даже в самые трудные годы войны. Эти исследования помогли внести огромный вклад в победу над фашистской Германией в 1945 году
Подробнее https://scientificrussia.ru/articles/kak-nasi-fizi...

https://7ooo.ru/group/2023/05/05/910-kak-nashi-fiziki-priblizili-pobedu-v-velikoy-otechestvennoy-voyne-grss-203214184.html

Сотрудники Физического института имени П.Н. Лебедева РАН продолжали вести научные исследования даже в самые трудные годы войны. Эти исследования помогли внести огромный вклад в победу над фашистской Германией в 1945 году.

Сотрудники ФИАН в конце войны

После начала Великой Отечественной войны в июле 1941 года Физический институт переехал из Москвы в Казань, где разместился в помещении Физического практикума Казанского университета.

Ученые института приняли решение не прекращать исследовательскую деятельность, и это дало свои результаты. Так, в лаборатории люминесценции разработали светящиеся составы для авиационных приборов, благодаря которым стали возможны ночные бомбардировки, и инфракрасные бинокли, используемые в темное время суток. В 1943 году они были приняты на вооружение Военно-морским флотом.

А лаборатория атомного ядра предложила военной промышленности рентгеноскопические приборы для контроля клапанов авиационных двигателей и гамма-толщиномеры для проверки качества орудийных стволов с толщиной стенок до 10 см.

В лаборатории диэлектриков фиановцы научились готовить высокопрочную температурно-стабильную керамику для радиоконденсаторов и передали ее технологию промышленности. Фактически эти работы заложили основы отечественного производства керамических конденсаторов. Найденные методы металлизации бумаги также были использованы промышленностью для изготовления бумажных конденсаторов.

В этот период в ФИАНе были также предложены новые научные теории. Например, ученые разработали электродинамическую теорию слоистых магнитных антенных сердечников и теорию распространения радиоволн вдоль реальной земной поверхности, которая позволила с высокой точностью определять положение наземных и надводных объектов. Помимо этого, была создана корреляционная теория распознавания акустического сигнала в присутствии сильных помех и радикально усовершенствован метод пеленгации подводных лодок.

В лаборатории колебаний ученые создали новые типы чувствительных самолетных антенн.

Оптическая лаборатория передала металлургическим, авиационным и танковым заводам экспресс-методы и переносные приборы (стилоскопы) для спектрального анализа состава сталей и сплавов.

Благодаря фиановцам были также разработаны и переданы промышленности методы контроля качества бензинов, основанные на комбинационном рассеянии света, а госпитали получили новый стереоскопический прибор для анализа рентгеновских снимков.

Кроме того, акустики института по заданию Военно-морского флота методом акустического траления и дистанционного подрыва обезвреживали на Черном и Балтийском морях вражеские бесконтактные акустические мины.

Информация и фото предоставлены отделом по связям с общественностью ФИАН

https://scientificrussia.ru/articles/kak-nasi-fiziki-priblizili-pobedu-v-velikoj-otecestvennoj-vojne

"Все силы всезнания – обороне Родины!" Cотрудники ФИАН в Казанском университете, 8 марта 1943 года ФИАН

Сотрудники Физического института имени П.Н. Лебедева РАН продолжали вести научные исследования даже в самые трудные годы войны. Эти исследования помогли внести огромный вклад в победу над фашистской Германией в 1945 году.

После начала Великой Отечественной войны в июле 1941 года Физический институт переехал из Москвы в Казань, где разместился в помещении Физического практикума Казанского университета. 

Ученые института приняли решение не прекращать исследовательскую деятельность, и это дало свои результаты. Так, в лаборатории люминесценции разработали светящиеся составы для авиационных приборов, благодаря которым стали возможны ночные бомбардировки, и инфракрасные бинокли, используемые в темное время суток. В 1943 году они были приняты на вооружение Военно-морским флотом.

Здание Казанского университета перед Великой Отечественной войной

А лаборатория атомного ядра предложила военной промышленности рентгеноскопические приборы для контроля клапанов авиационных двигателей и гамма-толщиномеры для проверки качества орудийных стволов с толщиной стенок до 10 см. 

В лаборатории диэлектриков фиановцы научились готовить высокопрочную температурно-стабильную керамику для радиоконденсаторов и передали ее технологию промышленности. Фактически эти работы заложили основы отечественного производства керамических конденсаторов. Найденные методы металлизации бумаги также были использованы промышленностью для изготовления бумажных конденсаторов.

В этот период в ФИАНе были также предложены новые научные теории. Например, ученые разработали электродинамическую теорию слоистых магнитных антенных сердечников и теорию распространения радиоволн вдоль реальной земной поверхности, которая позволила с высокой точностью определять положение наземных и надводных объектов. Помимо этого, была создана корреляционная теория распознавания акустического сигнала в присутствии сильных помех и радикально усовершенствован метод пеленгации подводных лодок. 

С.И. Вавилов выступает с докладом на научном семинаре, 1943 год

В лаборатории колебаний ученые создали новые типы чувствительных самолетных антенн. 

Оптическая лаборатория передала металлургическим, авиационным и танковым заводам экспресс-методы и переносные приборы (стилоскопы) для спектрального анализа состава сталей и сплавов.

Благодаря фиановцам были также разработаны и переданы промышленности методы контроля качества бензинов, основанные на комбинационном рассеянии света, а госпитали получили новый стереоскопический прибор для анализа рентгеновских снимков.

Кроме того, акустики Института по заданию Военно-морского флота методом акустического траления и дистанционного подрыва обезвреживали на Черном и Балтийском морях вражеские бесконтактные акустические мины.

Сотрудники ФИАН в конце войны

Источник: ФИАН

https://www.atomic-energy.ru/articles/2023/05/12/135035

В соответствии с Указом №275 Президента РФ В.В. Путина директор Физического института им. П.Н. Лебедева Российской академии наук Н.Н. Колачевский включен в состав Совета при Президенте Российской Федерации по науке и образованию.

Н.Н. Колачевский. Источник фото: ФИАН

Совет при Президенте РФ по науке и образованию определяет стратегические цели и задачи развития научно-технической сферы и образования, приоритеты научно-технологического развития страны, а также принимает решения о разработке и реализации Правительством Российской Федерации важнейших инновационных проектов государственного значения, федеральных научно-технических программ по вопросам, требующим отдельного решения Президента Российской Федерации. Совет также организует прием и экспертизу представлений на соискателей премий Президента в области науки и инноваций для молодых ученых.

«Это назначение — большая ответственность, потому что наука в России переживает переломный период осознания и активизации: сейчас мы переходим от абстрактной журнальной конкуренции и международной гонки умов к практической реализации научных программ и поручений, которые дал Президент страны по итогам февральского Совета по науке. Они структурные, четкие и касаются крупных научных направлений, головных научных организаций, научных руководителей, приоритизации. Научные успехи должны воплощаться в технологии и приносить осязаемые результаты. Эти задачи мне понятны, тем более ФИАН за свою историю не раз доводил научную идею до практики. И Совет при Президенте по науке открывает новые возможности поиска наиболее оптимальных механизмов сокращения цепочек от идеи до технологии и прибора, от источника финансирования до исполнителей, чтобы люди чувствовали, что их труды оцениваются и поддерживаются.

Сейчас мы на совещании в Сарове работаем над сложной задачей — обсуждаем создание научного центра физики и математики (НЦФМ), идея которого была поддержана Президентом страны и воплощается в жизнь. Перед нами стоит непростая задача — провести цепочку от высшего образования до ученых, которые будут работать в центре, и конкретных результатов.

В таком ключе в ближайшее время и будет выстраиваться работа Совета — это приоритизация, достижение конкретных результатов и вопросы безопасности, которые сегодня чрезвычайно важны. Наука должна уметь грамотно ответить на эти вызовы, и в ряде областей нужно начинать работу прямо сегодня, чтобы купировать возможные угрозы», — рассказал Николай Колачевский.

Поздравляем директора ФИАН Николая Колачевского!

Информация и фото предоставлены отделом по связям с общественностью ФИАН

https://scientificrussia.ru/articles/direktor-fian-vklucen-v-sostav-soveta-pri-prezidente-po-nauke

В соответствии с Указом №275 Президента РФ В.В. Путина директор Физического института им. П.Н. Лебедева Российской академии наук Н.Н. Колачевский включен в состав Совета при Президенте Российской Федерации по науке и образованию. 

C 28 июня по 01 июля 2023 года пройдёт IV Международная молодёжная школа «Инновационные ядерно-физические методы высокотехнологичной медицины». Тема IV Школы - «Онкотераностика: достижения, проблемы, перспективы».

Она продолжит цикл школ в рамках реализации проекта «Разработка новых технологий диагностики и лучевой терапии социально значимых заболеваний протонными и ионными пучками с использованием бинарных ядерно-физических методов», реализуемого при поддержке ФНТП «Развитие синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры» Минобрнауки России.

На IV Школе акцент будет сделан на фундаментальные основы и технологии эффективного применения в онкологии методов тераностики, объединяющих диагностику и терапию. Современная тераностика базируется на достижениях наномедицины, в том числе ядерной наномедицины и радиологии, в области развития мультимодальных адресных тераностических препаратов и, в перспективе, сделает доступными персонализированные подходы в лечении онкологических заболеваний. Онкотераностика как междисциплинарное направление для достижения своих целей объединяет усилия специалистов самых разных направлений: от физики, радиобиологии и биохимии до фармакологии, иммунологии, онкологии и других. Школа предоставит слушателям возможность узнать и обсудить достижения и перспективы онкотераностики с ведущими специалистами в этой области. Программа рассчитана на молодых ученых, аспирантов, студентов магистратуры, специалитета и бакалавриата.

Организаторами Школы являются Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, Национальный медицинский исследовательский центр радиологии МЗ РФ и НИЯУ МИФИ.
 

Формат очный.

Отбор слушателей проводится на конкурсной основе, количество мест ограничено.

Дата окончания регистрации: 20 мая 2023 года.

Организационный взнос не предусмотрен.

Проживание на базе отдыха «Иволга» 28.06-01.07.2023 за счёт организаторов.

Бесплатный проезд 28 июня от ФИАН до базы отдыха и 01 июля от базы отдыха до ФИАН.

Регистрация на сайте Школы https://protonschool.lebedev.ru/

Вопросы организаторам protonschool@lebedev.ru

Дополнительная информация в официальной группе ВКонтакте https://vk.com/school_lpi

 

Информация и фото предоставлены отделом по связям с общественностью ФИАН

https://scientificrussia.ru/articles/otkryta-registracia-na-iv-mezdunarodnuu-molodeznuu-skolu-innovacionnye-aderno-fiziceskie-metody-vysokotehnologicnoj-mediciny

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.
P1010047

— 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.

Источник

Завершена работа Летней образовательной школы, которая проходила в Подмосковье с 9 по 17 июня.  На протяжении недели школьники из разных регионов России участвовали в практических занятиях и мастер-классах, слушали лекции преподавателей ведущих вузов страны, сотрудников и экспертов в области финансовой безопасности.

Проведение Летней школы было организовано Физическим институтом им. П.Н. Лебедева РАН (ФИАН) и Финансовым университетом при Правительстве РФ при содействии Росфинмониторинга и МУМЦФМ.

В рамках образовательной программы для учащихся 8-10 классов были подготовлены лекции и семинары по темам «Математика», «Теория вероятности», «Комбинаторика», «Онтология», «Финансовая разведка», «Треугольник мошенничества» и другие. Кроме того, школьники приняли участие в тематических мастер-классах и деловых играх, а также получили практический опыт работы с игровой платформой «Графус», обучающей системой по проведению финансовых расследований.

Участники Летней школы представляли разные регионы Российской Федерации. Старшеклассники приехали из Москвы, Московской и Ростовской областей, Луганской и Донецкой Народных Республик, из Севастополя и Республики Крым, а также из Запорожской и Херсонской областей. Составы команд, на которые разделили учащихся, были подобраны случайным образом для обеспечения наилучшего результата обучения. Так, все школьники, имея свои разные сильные стороны, смогли многому научиться в игровой форме и друг у друга.

Руководитель Центра межолимпиадной подготовки школьников и студентов ФИАН Владимир Глотов отметил значимость и необходимость проведения подобных образовательных школ:

«Сейчас мы успешно провели обучающее мероприятие для российских школьников. Похожие школы проходят и в других странах-участниках Евразийской группы по противодействию легализации преступных доходов и финансированию терроризма. Сегодня жизненно важно объединить методики преподавания финансовой грамотности. Это необходимые меры для повышения стандартов образования в сфере финансовой безопасности в государствах-членах ЕАГ».

Информация и фото предоставлены отделом по связям с общественностью ФИАН

https://scientificrussia.ru/articles/v-moskovskoj-oblasti-prosla-letnaa-skola-v-ramkah-podgotovki-k-mezdunarodnoj-olimpiade-po-finansovoj-bezopasnosti

https://www.atomic-energy.ru/news/2023/06/27/136578