СМИ о нас
| 23.04.25 | 17.04.2025 Рамблер. Астрохимик Иван Антонов: "Наше открытие подтверждает версию, что мы не одни во Вселенной" |
Иван Антонов родом из Самары. Он с детства увлекался наукой. И хотя в те годы и не мечтал стать ученым, но неосознанно стремился к этому, направляемый своим любопытством и желанием создать что-то новое.
© Волга Ньюс
"Вдохновением была книга "Атом-гигант", которая попалась мне в мои 5 лет. Было очень интересно ее читать. Я заинтересовался химией и физикой. Хотел узнать, как устроен мир, как работает природа. Было желание выделиться, достичь того, что другие не могут", - поделился воспоминаниями ученый.
Дальнейшее развитие Ивана как специалиста также всегда проходило на грани физики и химии, с тяготением к последней. Успешно окончив химфак Самарского государственного университета, он устроился в местный филиал Физического института академии наук (СФ ФИАН), где в течение трех лет работал с химическими лазерами. А затем на 20 лет уехал в США, получил здесь ученую степень PhD и занимался изучением радиоактивных элементов, горения и атмосферной химии, холодных молекул.
Полученные знания и опыт работы с американскими учеными пригодились по возвращении в Самару. К тому моменту в СФ ФИАН была сформирована сильная команда, она занималась химической кинетикой и вместе с Ральфом Кайзером из Гавайского университета выиграла грант по астрохимии. Это позволило создать Центр лабораторной астрофизики, который и возглавил Иван Антонов. С помощью Ральфа Кайзера совместная команда ученых СФ ФИАН и Самарского университета им. Королева построила установку, которая воспроизводит условия глубокого космоса и позволяет экспериментально исследовать эволюцию органических молекул в нашей Галактике.
"Мы хотим разобраться, как устроена химия во Вселенной. В космосе обнаружено более 300 молекул, но там очень холодно: -263 градуса по Цельсию. В таких условиях химия практически отсутствует. Однако космические лучи могут активировать находящиеся на крупинках звездной пыли молекулы, и они начинают вступать в реакции. Это крайне редкие события, но когда есть миллионы лет эволюции, они достаточно многое могут изменить", - объяснил Иван.
Спроси GigaChat: Как образуется звездная пыль? Одним из главных источников служат взрывы сверхновых и умирающих звезд. Мощные ударные волны выбрасывают в пространство большое количество тяжелых элементов, которые конденсируются в мелкие твердые частицы. Из звездной пыли формируются новые небесные тела, в том числе планеты.
Эти редкие события самарские ученые и моделируют благодаря установке. Но то, что у Вселенной занимает миллионы лет, у них происходит за часы. В специальной камере создается глубокий вакуум и включается космическая заморозка. В таких условиях на поверхности замерзает все, кроме гелия. Ученые намораживают тончайшую ледяную пленку, состоящую из смеси двух-трех видов молекул, - предположительно, такую же, что и на частицах звездной пыли. Космическое волшебство запускает облучение вторичными электронами, которое имитирует воздействие галактических лучей. Дозу подбирают таким образом, чтобы она соответствовала времени эволюции межзвездного пылевого облака в 1 млн лет. С помощью теплового излучения и масс-спектрометра фиксируется образование промежуточных и конечных продуктов.
При облучении ледяной смеси монооксида углерода (угарный газ) и этанола (этиловый спирт) ученым удалось впервые синтезировать молекулы лактальдегида - предшественника молочной кислоты.
"Она является промежуточным продуктом при метаболизме глюкозы, который происходит в каждом организме и дает нам энергию для жизни. Лактальдегид - это альдегид молочной кислоты, то есть ее восстановленная форма. Он в принципе тоже является метаболитом в процессе окисления глюкозы. Кроме того, возможны обратные процессы. Из лактальдегида в живых организмах можно получить молочную кислоту, а из нее - глюкозу. Таким образом, наше открытие показывает, что лактальдегид мог образоваться в космосе и попасть на Землю в начале ее истории - например, во время орбитальной бомбардировки кометами и метеоритами. Так же, таким же образом он мог быть занесен на другие планеты в других звездных системах. На основе сахаров, образованных из лактальдегида, могла начать образовываться примитивная жизнь. Например, они могли служить источником энергии для молекул РНК, которые, как считается, были первой стадией образования жизни. Они умели самовоспроизводиться, синтезировать простейшие белки, получать энергию из глюкозы. И лактальдегид здесь - недостающее звено, способное объяснить откуда взялась глюкоза, а возможно, и рибоза", - считает ученый.
По его словам, это открытие кидает монетку в копилку версии космического происхождения жизни на Земле и обитаемости других планет. Цель дальнейших экспериментов ученых - формирование модели химических реакций в межзвездных льдах. Это позволит смоделировать, как звездные системы формируются с течением времени, как в них образуются вещества, какие типы звездных систем более способны поддерживать или создавать жизнь и на каких этапах происходит эволюция.
"В астрохимии много белых пятен, и очень мало в мире ученых, которые ею занимаются. Мы открываем новые горизонты в науке, и мне бы хотелось передавать свои знания и сформировать научную школу, которая развивалась бы дальше и имела успех, создать фундаментальный задел для своей страны, своего города и Самарского национального исследовательского университета им. Королёва, в котором я работаю", - отметил Иван Антонов.
| 23.04.25 | 17.04.2025 Волга Ньюс. Астрохимик Иван Антонов: "Наше открытие подтверждает версию, что мы не одни во Вселенной" |
Взял в 5 лет книгу об открытии атома и влюбился в науку. Самарский ученый Иван Антонов, получив колоссальный опыт в России и за рубежом, вместе со своей командой прославился на весь мир, экспериментально доказав, что в межзвездных льдах в глубоком космосе под влиянием галактических лучей может образовываться важное для процессов зарождения жизни органическое соединение. А значит, вероятность того, что Земля стала обитаемой благодаря влиянию извне, возрастает, и, возможно, мы не одни во Вселенной. О своем становлении как ученого и о подробностях открытия Иван Антонов рассказал в рамках проекта Волга Ньюс и Сбера "Первооткрыватели".
Фото: Олеся Орина
Иван Антонов родом из Самары. Он с детства увлекался наукой. И хотя в те годы и не мечтал стать ученым, но неосознанно стремился к этому, направляемый своим любопытством и желанием создать что-то новое.
"Вдохновением была книга "Атом-гигант", которая попалась мне в мои 5 лет. Было очень интересно ее читать. Я заинтересовался химией и физикой. Хотел узнать, как устроен мир, как работает природа. Было желание выделиться, достичь того, что другие не могут", - поделился воспоминаниями ученый.
Дальнейшее развитие Ивана как специалиста также всегда проходило на грани физики и химии, с тяготением к последней. Успешно окончив химфак Самарского государственного университета, он устроился в местный филиал Физического института академии наук (СФ ФИАН), где в течение трех лет работал с химическими лазерами. А затем на 20 лет уехал в США, получил здесь ученую степень PhD и занимался изучением радиоактивных элементов, горения и атмосферной химии, холодных молекул.
Полученные знания и опыт работы с американскими учеными пригодились по возвращении в Самару. К тому моменту в СФ ФИАН была сформирована сильная команда, она занималась химической кинетикой и вместе с Ральфом Кайзером из Гавайского университета выиграла грант по астрохимии. Это позволило создать Центр лабораторной астрофизики, который и возглавил Иван Антонов. С помощью Ральфа Кайзера совместная команда ученых СФ ФИАН и Самарского университета им. Королева построила установку, которая воспроизводит условия глубокого космоса и позволяет экспериментально исследовать эволюцию органических молекул в нашей Галактике.
"Мы хотим разобраться, как устроена химия во Вселенной. В космосе обнаружено более 300 молекул, но там очень холодно: -263 градуса по Цельсию. В таких условиях химия практически отсутствует. Однако космические лучи могут активировать находящиеся на крупинках звездной пыли молекулы, и они начинают вступать в реакции. Это крайне редкие события, но когда есть миллионы лет эволюции, они достаточно многое могут изменить", - объяснил Иван.
автор фото: Виктория Старосельская
Эти редкие события самарские ученые и моделируют благодаря установке. Но то, что у Вселенной занимает миллионы лет, у них происходит за часы. В специальной камере создается глубокий вакуум и включается космическая заморозка. В таких условиях на поверхности замерзает все, кроме гелия. Ученые намораживают тончайшую ледяную пленку, состоящую из смеси двух-трех видов молекул, - предположительно, такую же, что и на частицах звездной пыли. Космическое волшебство запускает облучение вторичными электронами, которое имитирует воздействие галактических лучей. Дозу подбирают таким образом, чтобы она соответствовала времени эволюции межзвездного пылевого облака в 1 млн лет. С помощью теплового излучения и масс-спектрометра фиксируется образование промежуточных и конечных продуктов.
При облучении ледяной смеси монооксида углерода (угарный газ) и этанола (этиловый спирт) ученым удалось впервые синтезировать молекулы лактальдегида - предшественника молочной кислоты.
"Она является промежуточным продуктом при метаболизме глюкозы, который происходит в каждом организме и дает нам энергию для жизни. Лактальдегид - это альдегид молочной кислоты, то есть ее восстановленная форма. Он в принципе тоже является метаболитом в процессе окисления глюкозы. Кроме того, возможны обратные процессы. Из лактальдегида в живых организмах можно получить молочную кислоту, а из нее - глюкозу. Таким образом, наше открытие показывает, что лактальдегид мог образоваться в космосе и попасть на Землю в начале ее истории - например, во время орбитальной бомбардировки кометами и метеоритами. Так же, таким же образом он мог быть занесен на другие планеты в других звездных системах. На основе сахаров, образованных из лактальдегида, могла начать образовываться примитивная жизнь. Например, они могли служить источником энергии для молекул РНК, которые, как считается, были первой стадией образования жизни. Они умели самовоспроизводиться, синтезировать простейшие белки, получать энергию из глюкозы. И лактальдегид здесь - недостающее звено, способное объяснить откуда взялась глюкоза, а возможно, и рибоза", - считает ученый.
По его словам, это открытие кидает монетку в копилку версии космического происхождения жизни на Земле и обитаемости других планет. Цель дальнейших экспериментов ученых - формирование модели химических реакций в межзвездных льдах. Это позволит смоделировать, как звездные системы формируются с течением времени, как в них образуются вещества, какие типы звездных систем более способны поддерживать или создавать жизнь и на каких этапах происходит эволюция.
"В астрохимии много белых пятен, и очень мало в мире ученых, которые ею занимаются. Мы открываем новые горизонты в науке, и мне бы хотелось передавать свои знания и сформировать научную школу, которая развивалась бы дальше и имела успех, создать фундаментальный задел для своей страны, своего города и Самарского национального исследовательского университета им. Королёва, в котором я работаю", - отметил Иван Антонов.
| 23.04.25 | 16.04.2025 Научная Россия. Как превратить сверхкороткие лазерные импульсы ближнего инфракрасного диапазона в средний инфракрасный |
Ученые разработали простую лазерную систему, преобразующую сверхкороткие — в квадриллионные доли секунды — лазерные импульсы ближнего инфракрасного диапазона в средний инфракрасный. Интерес к таким системам обусловлен тем, что именно они позволяют «заснять» молекулярные «отпечатки пальцев» многих веществ, например в составе лекарств или опасных газов. Ввиду своей простоты и эффективности разработка может найти применение в медицине, системах безопасности и детектирования, где требуются мощные и точные инфракрасные источники. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Optics Letters.
Титан-сапфировый лазер. Источник: Игорь Киняевский
Лазерные источники, генерирующие импульсы длительностью в квадриллион раз меньше секунды в среднем инфракрасном диапазоне, перспективны для самых разных применений. Например, этот диапазон хорошо проникает сквозь живые ткани и безопасен для организма, благодаря чему его можно использовать в медицинской диагностике. Кроме того, в нем находятся молекулярные «отпечатки пальцев» — уникальные спектральные образы — многих молекул, поэтому он удобен и для детектирования опасных веществ, например газов. Чаще всего ультракороткие лазерные импульсы среднего инфракрасного диапазона получают, преобразуя лазное излучение из другого спектрального диапазона, что технически сложно, а имеющиеся подходы сопряжены с малой энергетической эффективностью преобразования и требуют дорогого и громоздкого оборудования. Поэтому ученые ищут простые и высокоэффективные источники такого излучения.
Исследователи из Физического института имени П.Н. Лебедева РАН (Москва) разработали новую систему, генерирующую фемтосекундные лазерные импульсы в среднем инфракрасном диапазоне. За основу авторы взяли доступный в научных и медицинских лабораториях титан-сапфировый лазер, излучающий в ближнем инфракрасном свете. Чтобы «превратить» его спектр в средний инфракрасный диапазон, исследователи предложили разделить лазерный луч с помощью частично отражающего зеркала на две части. Одну из них пропустили через трубку, заполненную углекислым газом. Луч создал в газе плазменный канал, при прохождении по которому его спектр «растянулся» в сторону более длинных волн.
На выходе из газовой трубки этот луч снова соединился с тем, что не претерпел никаких изменений. Вместе их направили в кристалл из ртути, галлия и серы (тиогалата ртути). При прохождении через него в определенном направлении две совмещенные волны создавали такую поляризацию, которая позволила получить нужный средний инфракрасный диапазон. Авторы подчеркивают, что, поворачивая кристалл, можно менять спектр излучения, точно настраивая его под конкретные задачи, например поиск «отпечатков пальцев» определенных молекул.
Главные преимущества предложенной системы — простота реализации и высокая эффективность. Так, она позволяет преобразовать 30% фотонов исходного ближнего инфракрасного излучения в нужный диапазон, что сопоставимо с лучшими существующими (и при этом более сложными по конструкции и эксплуатации) преобразователями.
«Насколько нам известно, эта разработка представляет собой лучшее из существующих сочетание простоты и эффективности. Такая система с небольшими затратами может быть воспроизведена в любой лаборатории, имеющей фемтосекундный титан-сапфировый лазер. Учитывая, что энергию и спектр получаемого излучения можно перестраивать, возможные сферы применения устройства весьма широки. Например, в медицине такие лазеры могут использоваться для точного удаления тканей без повреждения окружающих областей, а в системах безопасности — для детектирования взрывчатых веществ по их инфракрасным спектрам. В дальнейшем нам предстоит двигаться в направлении масштабирования энергии и совершенствования технологии для ее промышленного применения. В частности, мы уже проводим эксперименты по усилению излучения этой системы в углекислотном лазерном усилителе высокого давления. А технологическое совершенствование мы планируем осуществить за счет перехода от газовой трубы к газонаполненным оптическим волокнам», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Игорь Киняевский, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории газовых лазеров Физического института имени П.Н. Лебедева РАН.
Информация и фото предоставлены пресс-службой Российского научного фонда
| 23.04.25 | 16.04.2025 Телеграм-канал Олимпиада «Я — профессионал». Многократный дипломант Олимпиады Никита Семенин |
Попробовать знаменитый раф с урбечом в Дагестане, покататься на коньках по льду Байкала… Звучит круто, да? Пока админы только планируют путешествие, наш многократный дипломант Никита Семенин уже побывал в интересных местах благодаря олимпиаде «Я — профессионал»
Молодой человек получил бронзовую медаль по «Квантовым технологиям» и две золотые медали по «Физике», проверил уровень подготовки к выходу на рынок труда и выстроил профессиональную траекторию. А еще стал получателем стипендии Президента РФ для аспирантов, занимающихся исследованиями в приоритетных научных направлениях.
Аспирант и младший научный сотрудник Физического института им. П. Н. Лебедева Российской академии наук участвует в создании квантового компьютера на ионах иттербия: он выполняет роль главного теоретика команды — находит аналитически и численно форму лазерных импульсов, посылаемых на ионы, чтобы квантовые операции проходили как можно более качественно.
В карточках предположили, как разработка сможет изменить разные сферы нашей жизни
https://t.me/yaprofessional/10105
| 23.04.25 | 16.04.2025 Российская академия наук. Найден простой способ превратить сверхкороткие лазерные импульсы ближнего инфракрасного диапазона в средний инфракрасный |
В Физическом институте им. П.Н. Лебедева РАН разработана простая лазерная система, преобразующая сверхкороткие — в квадриллионные доли секунды — лазерные импульсы ближнего инфракрасного диапазона в средний инфракрасный. Интерес к таким системам обусловлен тем, что именно они позволяют «заснять» молекулярные «отпечатки пальцев» многих веществ, например в составе лекарств или опасных газов.
Ввиду своей простоты и эффективности разработка может найти применение в медицине, системах безопасности и детектирования, где требуются мощные и точные инфракрасные источники. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Optics Letters.
Лазерные источники, генерирующие импульсы длительностью в квадриллион раз меньше секунды в среднем инфракрасном диапазоне, перспективны для самых разных применений. Например, этот диапазон хорошо проникает сквозь живые ткани и безопасен для организма, благодаря чему его можно использовать в медицинской диагностике. Кроме того, в нём находятся молекулярные «отпечатки пальцев» — уникальные спектральные образы — многих молекул, поэтому он удобен и для детектирования опасных веществ, например газов.
Титан-сапфировый лазер
Чаще всего ультракороткие лазерные импульсы среднего инфракрасного диапазона получают, преобразуя лазное излучение из другого спектрального диапазона, что технически сложно, а имеющиеся подходы сопряжены с малой энергетической эффективностью преобразования и требуют дорогого и громоздкого оборудования. Поэтому учёные ищут простые и высокоэффективные источники такого излучения.
Исследователи из Физического института имени П.Н. Лебедева РАН (Москва) разработали новую систему, генерирующую фемтосекундные лазерные импульсы в среднем инфракрасном диапазоне. За основу авторы взяли доступный в научных и медицинских лабораториях титан-сапфировый лазер, излучающий в ближнем инфракрасном свете. Чтобы «превратить» его спектр в средний инфракрасный диапазон, исследователи предложили разделить лазерный луч с помощью частично отражающего зеркала на две части. Одну из них пропустили через трубку, заполненную углекислым газом. Луч создал в газе плазменный канал, при прохождении по которому его спектр «растянулся» в сторону более длинных волн.
Кристалл тиогалата ртути, использованный в эксперименте
На выходе из газовой трубки этот луч снова соединился с тем, что не претерпел никаких изменений. Вместе их направили в кристалл из ртути, галлия и серы (тиогалата ртути). При прохождении через него в определённом направлении две совмещенные волны создавали такую поляризацию, которая позволила получить нужный средний инфракрасный диапазон. Авторы подчёркивают, что, поворачивая кристалл, можно менять спектр излучения, точно настраивая его под конкретные задачи, например поиск «отпечатков пальцев» определённых молекул.
Главные преимущества предложенной системы — простота реализации и высокая эффективность. Так, она позволяет преобразовать 30 % фотонов исходного ближнего инфракрасного излучения в нужный диапазон, что сопоставимо с лучшими существующими (и при этом более сложными по конструкции и эксплуатации) преобразователями.
«Насколько нам известно, эта разработка представляет собой лучшее из существующих сочетание простоты и эффективности. Такая система с небольшими затратами может быть воспроизведена в любой лаборатории, имеющей фемтосекундный титан-сапфировый лазер. Учитывая, что энергию и спектр получаемого излучения можно перестраивать, возможные сферы применения устройства весьма широки. Например, в медицине такие лазеры могут использоваться для точного удаления тканей без повреждения окружающих областей, а в системах безопасности — для детектирования взрывчатых веществ по их инфракрасным спектрам. В дальнейшем нам предстоит двигаться в направлении масштабирования энергии и совершенствования технологии для ее промышленного применения. В частности, мы уже проводим эксперименты по усилению излучения этой системы в углекислотном лазерном усилителе высокого давления. А технологическое совершенствование мы планируем осуществить за счёт перехода от газовой трубы к газонаполненным оптическим волокнам», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Игорь Киняевский, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории газовых лазеров ФИАН.
Источник: пресс-служба РНФ.
| 23.04.25 | 15.04.2025 Научная Россия. ФИАН представил инновационные разработки на выставке «Фотоника-2025» |
Выставка объединила представителей более 230 предприятий и фирм – производителей лазерной и оптической продукции, научно-исследовательских институтов и ведущих учебных заведений из Армении, Индии, Китая, Республики Беларусь и России. Свои инновационные разработки представили 138 российских компаний.
На стенде ФИАН были представлены научно-технологические разработки Института в области оптики, лазерных технологий, фотоники и сенсорики, оптической голографии и литографии, микроэлектроники, действующие макеты экспериментальных стендов, образцы прецизионных оптических изделий, лазерных кристаллов и микроструктур. В течение всего времени работы выставки последовательно были представлены разработки отделений центральной площадки, Троицкого обособленного подразделения и Самарского филиала ФИАН, в т.ч. результаты совместной работы разных отделений:
1. Компактный высококогерентный перестраиваемый диодный лазер с внешним резонатором для спектроскопии высокого разрешения (Лаборатория стандартов частоты, Отдел лазерных технологий ТОП ФИАН). Такие лазеры используются в прецизионной спектроскопии и квантовой оптике, в т.ч. для лазерного охлаждения атомов рубидия. Ультрахолодные атомные ансамбли являются мощнейшим инструментом многих современных экспериментов в области квантовых технологий и фундаментальных исследований. Длина волны выставочного макета компактного диодного лазера стабилизируется с помощью ячейки, заполненной парами атомов рубидия, изготовленной по оригинальной технологии. Атомные ячейки применяются в качестве чувствительных элементов в оптических и микроволновых стандартах частоты, квантовых магнитометрах с оптической накачкой, ЯМР гироскопах на изотопах Xe. Экспозиция подготовлена сотрудниками Лаборатории стандартов частоты ТОП ФИАН к.ф.-м.н. В.Л. Величанским, к.ф.-м.н. М.И. Васьковской, В.В. Васильевым, Д.С. Чучеловым, К.М. Сабакарем; руководитель лаборатории – к.ф.-м.н. С.А. Зибров.
Источник фото: ФИАН
2. Лазерные методы создания метаоптических элементов в объеме прозрачных диэлектриков (Лаборатория лазерной нанофизики и биомедицины). В настоящее время одной из ключевых научно-технологических проблем является разработка методов долговременного хранения значительных объемов данных. Перспективным направлением в этой области выступает использование трехмерных структур из двулучепреломляющих микротреков, формируемых в объеме прозрачных диэлектриков посредством фемтосекундной лазерной записи. Упорядоченные массивы таких оптических элементов модифицируют поляризационные характеристики проходящего излучения, что визуально проявляется в виде контролируемого окрашивания обработанных областей. Яркой демонстрацией возможностей данной технологии стала работа сотрудников Лаборатории лазерной нанофизики и биомедицины, выполненная к 90-летнему юбилею ФИАН в 2024 году (руководитель лаборатории – д.ф.-м.н. С.И. Кудряшов). С помощью прецизионной фемтосекундной лазерной системы сотрудники реализовали трехмерную запись эмблемы института в пластине плавленого кварца. Полученная структура наглядно иллюстрирует потенциал метода в управлении цветопередачей за счет эффектов двулучепреломления, открывая новые перспективы для разработки оптических систем хранения информации и декоративного маркирования прозрачных материалов.
Юбилейная эмблема ФИАН в скрещенных поляризаторах. Параметры записи: длина волны 1030 нм, длительность 300 фс; частота следования импульсов 500 кГц; энергия в импульсе 5 мкДж. Источник фото: ФИАН
3. Технология синтеза монокристаллов А2В6, легированных переходными металлами, и образцы кристаллов для лазерной генерации в среднем инфракрасном диапазоне на длинах волн 2–7 мкм (Лаборатория лазеров с катодно-лучевой накачкой, Отдел лазерных технологий ТОП ФИАН). Была представлена экспозиция из выращенных кристаллов и активных лазерных элементов: ZnSe:Cr, CdSe:Cr, CdTe:Fe, CdSe:Fe, ZnSe:Fe. Лазеры на основе таких кристаллов имеют широкие перспективы использования для спектроскопии сложных молекул, экологического контроля атмосферы, медицины, лидаров и других применений. Экспозиция подготовлена ведущим научным сотрудником Лаборатории лазеров с катодно-лучевой накачкой к.т.н. Ю.В. Коростелиным; руководитель лаборатории – д.ф.-м.н. В.И. Козловский.
Источник фото: ФИАН
4. Образцы изделий и оборудования, произведенные при помощи 3D-печати из пластика (Центр высокотемпературной сверхпроводимости и квантовых материалов им. В.Л. Гинзбурга ФИАН). Научной группой ЦВСиКМ ФИАН сначала было освоено изготовление стандартных держателей оптики при помощи 3D-печати, что уже делают многие лаборатории. Далее были развиты технологии обработки пластика (создание резьбы, склеивание, герметизация) для создания таких приборов, как представленные на экспозиции металлографический микроскоп, в котором все элементы, кроме камеры, оптики и подвижки, напечатаны, и вакуумная камера-криостат для микроскопии. Представленные разработки показывают возможность значительно удешевить процесс лабораторного прототипирования достаточно сложных установок, заменяя приобретение дорогостоящих металлических конструкций напечатанными элементами. Наиболее перспективным направлением использования развитой технологии является образование — на основе подобных приборов можно разработать практико-ориентированный курс оптики и организовать проектную деятельность школьников и студентов младших курсов. Экспозиция подготовлена сотрудниками ЦВСиКМ ФИАН; руководитель лаборатории – д.ф.-м.н. А.Ю. Кунцевич.
Источник фото: ФИАН
5. Выставочный макет медицинского лазерного аппарата на парах меди для микрохирургических операций в области дерматологии, косметологии, гинекологии, онкологии и офтальмологии (Лаборатория медицинской лазерной техники, Отдел Технопарк «Прецизионные оптические технологии» ТОП ФИАН). Аппарат является примером многолетнего опыта разработок и производства высокотехнологичного медицинского лазерного оборудования, а также клинического опыта использования лазерных технологий, имеет регистрационное удостоверение Росздравнадзора. Макет подготовлен сотрудниками Лаборатории медицинской лазерной техники ТОП ФИАН; руководитель лаборатории – к.ф.-м.н. И.В. Пономарев.
6. Технология изготовления и выставочные образцы прецизионных оптических компонент: зеркал, многослойных интерференционных фильтров, просветляющих покрытий (Отдел Технопарк «Прецизионные оптические технологии» ТОП ФИАН). Презентация оптического производства включала в себя технологии изготовления оптических деталей с шероховатостью ̴ 1 Å, зеркал с малыми потерями (коэффициент отражения ̴ 99,999%), зеркал с высокой лучевой стойкостью, спектральных фильтров с полушириной ̴ 3Å и коэффициентом пропускания более 90% и других типов оптических покрытий для широкого спектра оптических изделий: дихроичные зеркала, поляризаторы, чирпированные зеркала, просветляющая оптика, спектральные фильтры, светоделители, металлические зеркала и др. Экспозиция подготовлена сотрудниками Отдела Технопарк «Прецизионные оптические технологии» ТОП ФИАН С.В. Кузьмичем и Г.П. Карповым; руководитель отдела – к.ф.-м.н. А.В. Залыгин.
7. Высокостабильный метановый оптический стандарт частоты (Лаборатория стандартов частоты, Отдел лазерных технологий ТОП ФИАН). Непрерывный He-Ne/СН4 лазер (длина волны 3,39 мкм), стабилизированный по узкой спектральной линии метана, входящий в состав фотонного СВЧ-генератора и задающий «опорную» оптическую частоту для синхронизации частоты повторения импульсов фемтосекундного волоконного лазера (длина волны 1,55 мкм). Благодаря использованию такого лазера стабильность компонент СВЧ-гребенки (1-10 ГГц) на выходе фотодетектора, регистрирующего фемтосекундные импульсы, приобретает стабильность частоты He-Ne/CH4 лазера. Предельная кратковременная стабильность оптической частоты опорного He-Ne/CH4 лазера определяется «естественными» частотными шумами излучения, которые находятся на уровне ≈ 0,1 Гц/√Гц (в относительных единицах ≈ 10^(-15) /√Гц). Это позволяет снизить на 1–2 порядка кратковременную нестабильность частоты и уровень фазовых шумов СВЧ-гармоник фотонного СВЧ-генератора по сравнению с водородными мазерами, кварцевыми и оптоэлектронными генераторами. Применяемые отечественные технологии, разработанные в сотрудничестве с высокотехнологическими компаниями-арендаторами, многолетними партнерами ФИАН ООО «Авеста» и ООО «Флавт», обеспечивают устойчивую автономную работу лазера при сохранении параметров в течение не менее 5 лет. Экспозиция подготовлена сотрудниками Лаборатории стандартов частоты Отдела лазерных технологий ТОП ФИАН; руководитель отдела – д.ф.-м.н. М.А. Губин.
Источник фото: ФИАН
8. Техника трехмерной флуоресцентной микроскопии с использованием адаптивной оптики (Отдел перспективной фотоники и сенсорики ТОП ФИАН и Лаборатория когерентной оптики СФ ФИАН в коллаборации с Институтом спектроскопии РАН и Московским педагогическим государственным университетом). Флуоресцентная наноскопия – оптическая спектроскопия и микроскопия сверхвысокого пространственного разрешения с локализацией одиночных светящихся меток (молекул, белков, квантовых точек) – относится к новым перспективным методам исследования и диагностики материалов. На стенде была представлена схема установки разработанного 3D-наноскопа. Высокоэффективный дифракционный оптический элемент, формирующий биспиральную функцию рассеяния точечного излучателя, разработан в лаборатории когерентной оптики СФ ФИАН на основе оптики спиральных пучков. Экспериментальная установка ЗD флуоресцентного наноскопа была создана в межинститутской научной группе по лазерно-селективной спектроскопии и наноскопии одиночных молекул, конденсированных сред и наноструктур под руководством д.ф.-м.н. чл.-корр. РАН А.В. Наумова. Пространственное разрешение созданной установки на 1.5 порядка превосходит дифракционный предел и позволяет определять три пространственные координаты люминесцирующего излучателя с точностью порядка 10 нм. Такие системы могут найти применение для решения различных задач микро- и нанодиагностики: трекинга отдельных частиц, измерения локальных микрореологических параметров среды, определения структуры нанопор в мембранных фильтрах, исследования взаимодействия наноструктур с живыми клетками. Экспозиция подготовлена сотрудниками Отдела перспективной фотоники и сенсорики ТОП ФИАН (руководитель отдела – д.ф.-м.н. А.В. Наумов) и Лаборатории когерентной оптики СФ ФИАН (руководитель лаборатории – д.ф.-м.н. С.П. Котова).
9. Генератор вихревых световых полей на основе жидкокристаллического сегнетоэлектрика (Лаборатория когерентной оптики СФ ФИАН и Лаборатория оптоэлектронных процессоров Отделения квантовой радиофизики им. Н.Г. Басова ФИАН). Была представлена впервые созданная электроуправляемая секторная спиральная фазовая пластинка на основе спиральной наноструктуры сегнетоэлектрического жидкого кристалла, работающего как электрооптическая среда пространственно-временного модулятора света. Данное устройство обеспечивает формирование и реконфигурацию кольцеобразных вихревых световых полей с топологическим зарядом от 1 до 4. Время переключения формируемых полей определяется временем перестройки слоя ЖК при подаче напряжения, которое составляет 150 микросекунд, обеспечивая частоту перестройки до 3 кГц, что на один-два порядка больше, чем у известных ЖК, используемых в современных пространственно-временных фазовых модуляторах света. Областью возможного применения высокочастотного генератора вихревых полей могут быть лазерные пинцеты нового поколения и системы оптической связи. Презентация подготовлена сотрудниками Лаборатории когерентной оптики СФ ФИАН; руководитель лаборатории – д.ф.-м.н. С.П. Котова.
Источник фото: ФИАН
10. Лазерная термообработка сплавов на основе железа: металлофизические и технологические аспекты (Лаборатория лазерно-индуцированных процессов СФ ФИАН совместно с ООО НПП «ИНЖЕКТ», г. Саратов). Представлены результаты исследований структуры и фазового состава зоны лазерной обработки конструкционных сталей и чугунов. Для локального термоупрочнения стали использовалась установка на базе 6 кВт диодного лазера (ООО «НПП «Инжект»). Особенностью данного лазерного комплекса является возможность регулировки энергетического профиля лазерного пятна в зоне обработки в конкретных технологических процессах. Полученные результаты свидетельствуют о существенных изменениях структуры и фазового состава в поверхностном слое материала после лазерной термообработки: деформационные характеристики модифицированных структур увеличиваются в 2-4 раза. Эти результаты положены в основу разработки технологических процессов лазерного упрочнения. Установленные механизмы упрочнения реализованы на практике. Ресурс упрочненных изделий (рабочей поверхности штока плунжерного насоса: сталь 40Х) в среднем увеличился в 2-3 раза. Для чугуна после лазерной обработки с оплавлением линейный износ уменьшается более чем в 50 раз, а коэффициент трения – на 30%. Презентация подготовлена сотрудниками Лаборатории лазерно-индуцированных процессов СФ ФИАН; руководитель лаборатории – д.т.н. С.И. Яресько.
11. Лазерные технологии изготовления композиционных пьезоматериалов на основе поливинилиденфторида ПВДФ (Лаборатория лазерно-индуцированных процессов СФ ФИАН). В презентации представлены результаты исследований по разработке физико-химических основ технологий получения пленочных и объемных пьезоматериалов из порошковых композиций чистого ПВДФ и ПВДФ с керамическими наполнителями. Представлены схема получения полимерных и керамополимерных пленок на основе ПВДФ и СЭМ фотография поверхности пленки ПВДФ; внешний вид объемных полимерных и керамополимерных материалов, полученных двумя методами 3D-печати – экструзией материала и селективным лазерным спеканием. Показано, что методом лазерной обработки спрессованных композиций можно получить пленки толщиной 50-250 мкм с концентрацией наполнителя до 70 мас.% и открытой пористостью 10-50%. Представлены диаграммы «напряжение – деформация» для образцов, изготовленных различными методами 3D-печати. Композиционные пористые материалы на основе ПВДФ могут применяться для изготовления датчиков давления и вибрации, гибких пьезоэлектрических приводов в компонентах soft robotic, пироэлектрических элементов тепловизоров. Материалы из чистого ПВДФ, помимо перечисленных областей, перспективны в медицине и биотехнологиях как биосовместимые покрытия для имплантов, каркасы для регенерации тканей и материал-носитель в технологиях клеточной инженерии. Презентация подготовлена сотрудниками лаборатории лазерно-индуцированных процессов СФ ФИАН; руководитель лаборатории – д.т.н. С.И. Яресько.
Источник фото: ФИАН
12. Инновационный электрод ионной оптики для времяпролетного масс-спектрометра, изготовленный методом лазерной сварки с профилированным импульсом излучения (Центр лабораторной астрофизики и Лаборатория лазерно-индуцированных процессов СФ ФИАН). Ключевой элемент данной разработки — прямоугольная апертура 10×5 см, закрытая пакетом натянутых 50-мкм нитей из нержавеющей стали с шагом 1 мм, что обеспечивает однородность электрического поля. В сравнении с традиционными для данного применения гальванопластическими сетками, технология дешевле, проще в производстве и повышает пропускную способность, чувствительность и массовое разрешение прибора. Областью возможного применения данной технологии является научное и аналитическое приборостроение, в частности изготовление ионной оптики для времяпролетных масс-спектрометров, источников ионов и электронов. Выставочный образец подготовлен сотрудниками Центра лабораторной астрофизики СФ ФИАН (руководитель лаборатории – Ph.D. И.О. Антонов) и Лаборатории лазерно-индуцированных процессов СФ ФИАН (руководитель лаборатории – д.т.н. С.И. Яресько).
Помимо презентации разработок на стенде сотрудники ФИАН приняли участие в мероприятиях научной и деловой программы выставки, в частности, в заседаниях научно-практической конференции ХIII Конгресса технологической платформы «Фотоника». В секции «Голографические технологии» выступили С.И. Кудряшов «Фемтосекундная лазерная модификация показателя преломления в объеме ПММА: механизмы и применение» и П.А. Данилов «Лазерные методы создания метаоптических элементов в объеме прозрачных диэлектриков». В секции «Фотоника в медицине и науках о жизни» доклад на тему «Рамановская спектроскопия в диагностике заболеваний мужской репродуктивной системы» представила Е.Н. Римская. Доклад на тему «Конверсия частоты излучения CO- и CO2-лазеров в спектральный диапазон ~2–20 мкм (обзор)» был представлен Ю.М. Климачевым на секции «Оптические узлы и компоненты фотоники». На секции «Радиофотоника и интегральная фотоника» были представлены доклады «Лазерные микротехнологии для монолитной постинтеграции пассивных компонент фотонных интегральных схем» С.И. Кудряшова и «Гомогенная интеграция излучающих структур в кремниевой фотонике» М.С. Ковалева.
Источник фото: ФИАН
В рамках Выставки состоялось расширенное заседание Научного совета по фотонике ОФН РАН (председатель комиссии – директор ИОФ РАН, чл.-корр. РАН С.В. Гарнов, заместитель председателя – директор ФИАН, чл.-корр. РАН Н.Н. Колачевский), организованное при активном участии сотрудников ФИАН. Программа заседания включала в себя обсуждение избранных направлений и научных результатов в области оптики и фотоники, полученных в 2024 году в научных институтах, находящихся под научно-методическим руководством ОФН РАН.
Были заслушаны доклады представителей научных коллективов из разных городов России: Москвы (МГУ, МФТИ, ФИАН, ИОФ РАН, ФНИЦ «Кристаллография и фотоника РАН», НИЦ «Курчатовский институт», НИИМЭ), Черноголовки (ИФТТ РАН), Нижнего Новгорода (ИПФ РАН), Новосибирска (ИАиЭ СО РАН, ИЛФ СО РАН) и Владивостока (ИАиПУ ДВО РАН). Директор ФИАН, чл.-корр. РАН Н.Н. Колачевский представил доклад на тему «Достижение относительной погрешности измерения разности частот на уровне 10^(-16) при синхронном сличении двух оптических часов на атомах Tm» (Д.О. Трегубов, Д.А. Мишин, Д.И. Проворченко, М.О. Яушев, В.Н. Сорокин, К.Ю. Хабарова, А.А. Головизин, Н.Н. Колачевский; ФИАН – РКЦ). Участники семинара были награждены благодарственными письмами Отделения физических наук РАН.
Участники выставки «Фотоника-2025» получили возможность ознакомиться с основными направлениями подготовки научных кадров в аспирантуре ФИАН. По итогам презентации научных достижений и технологических разработок коллектив ФИАН был награжден дипломом 19-й Международной специализированной выставки лазерной, оптической и оптоэлектронной техники «Фотоника. Мир лазеров и оптики».
Комментарий руководителя ТОП ФИАН, чл.-корр. РАН А.В. Наумова о выставке «Фотоника-2025»:
– Для ФИАН фотоника, и как научное направление, и как производственная отрасль, традиционно является одной из приоритетных тем. Начиная с работ академиков П.Н. Лебедева и С.И. Вавилова фундаментальная оптика и спектроскопия, оптическое приборостроение и смежные технологии занимают одно из центральных мест в научной работе института. Великие имена фиановских нобелевских лауреатов, многих членов Академии наук – сотрудников ФИАН так или иначе связаны с развитием фотоники. Особо здесь необходимо отметить родившиеся в стенах института лазерные технологии, получившие начало с работ академиков Н.Г. Басова и А.М. Прохорова. В настоящее время фотоника является и стратегически важным направлением работы ФИАН, и связующим звеном как различных подразделений института друг с другом, так и с ведущими научными центрами и индустриальными площадками в России и за рубежом.
Особенно важно здесь отметить не только научное содержание выставки, но и ее ярко выраженную инновационную направленность. Такая ориентированность на практический результат, как отмечает директор ФИАН член-корреспондент РАН, член Президиума РАН Николай Николаевич Колачевский, становится сейчас одной из ключевых задач работы Института и, в целом, стратегии научно-технологического развития страны в целом. Учитывая это, ФИАН традиционно уделяет большое внимание представительству на выставке “Фотоника”, которая за время, прошедшее с первой выставки 2006 года, стала главной коммуникационной площадкой лазерно-оптической отрасли России, получила признание российского и международного сообщества профессионалов фотоники, смежных технологий, представителей реального сектора экономики.
Традиционно, активное участие в выставке приняла делегация Троицкого обособленного подразделения ФИАН (руководитель – чл.-корр. РАН Андрей Витальевич Наумов, ученый секретарь – к.ф.-м.н. Камиль Равкатович Каримуллин). Само появление этого подразделения связано с решением академика Н.Г. Басова развивать технологическую площадку для обеспечения ускоренного трансфера технологий в области лазерной физики и оптико-спектрального приборостроения. В настоящее время в ТОП ФИАН ведутся фундаментальные и опытно-конструкторские работы в области прецизионной оптики, полупроводниковых лазеров, оптических стандартов частоты, опто- и микроэлектроники, квантовых технологий, медицинской фотоники. Уровень технологической готовности многих результатов позволяет перейти к промышленному производству аппаратуры. Компаниями – партнерами ФИАН, расположенными на площадке в Троицке, являются отраслевые лидеры: ООО «Авеста-проект», ООО «ФЛАВТ», ООО «Новиком», ООО «Вятич», ООО «Комплексные исследования». Партнерские отношения установлены с ведущими организациями, работающими в области фотоники, заинтересованными в разрабатываемых технологиях и продукции: МГУ им. М.В. Ломоносова, РНЦХ им. Б.В. Петровского, НИЦ Курчатовский институт, ОИЯИ, МИФИ, МФТИ, МПГУ, ИСАН, ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН.
Источник фото: ФИАН
ФИАН особое внимание уделяет вопросам подготовки кадров для отрасли, установив устойчивые взаимоотношения с ведущими вузами страны, как в формате работы базовых кафедр, так и в рамках прямых договоров о сотрудничестве: МИФИ, МФТИ, МГУ им. М.В. Ломоносова, ВШЭ, МПГУ, МГТУ им. Н.Э. Баумана, КФУ. Молодые ученые, студенты и аспиранты приняли активное участие в работе выставки, представляя ФИАН и партнерские организации.
Работа всей отрасли фотоники и соответствующих научных направлений находит отражение в научно-технической периодике, издаваемой под эгидой ФИАН и при непосредственном участии сотрудников института, в т.ч. в журналах «Квантовая электроника» (главный редактор – чл.-корр. РАН Н.Н. Колачевский), «Успехи физических наук» (учредитель – Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, главный редактор – академик РАН О.В. Руденко), «Известия РАН. Серия физическая» (главный редактор – чл.-корр. РАН Д.Р. Хохлов), «Фотоника» (Photonics Russia) (главный научный редактор – чл.-корр. РАН А.В. Наумов), «Письма в ЖЭТФ» (главный редактор – чл.-корр. РАН В.М. Пудалов), «Краткие сообщения по физике ФИАН» (главный редактор – чл.-корр. РАН Н.Н. Колачевский).
Информация и фото предоставлены Отделом по связям с общественностью ФИАН
Источник фото: ФИАН
| 23.04.25 | 15.04.2025 Телеграм-канал Фронт российской науки с Веденеевой. Замечено странное явление перед солнечными вспышками |
Замечено странное явление перед солнечными вспышками: ученые ФИАНа, НИЦ "Курчатовский институт" и Белгородского госуниверситета (БелГУ) исследуют необъяснимое при помощи нового прибора.
Все дело в том, что перед вспышками на Солнце странно ведут себя некоторые изотопы, например, железо-55 и кобальт-60. За 2-3 дня они, как будто «чувствуя» взрывное «настроение» Солнца, меняют
скорость своего полураспада. Статья об этом вышла в свежем номере журнала «Физика элементарных частиц и атомного ядра» Объединенного института ядерных исследований (выложу ее в первом комментарии).
| 23.04.25 | 15.04.2025 Московский комсомолец.Замечено странное явление перед солнечными вспышками: ученые исследуют необъяснимое |
Российские ученые рассказали о необъяснимом поведении вещества перед солнечными вспышками
Произойдет или нет вспышка на Солнце? До последнего времени мало кто мог предсказать это с высокой долей вероятности. Космонавты на орбите, к примеру, до сих пор находятся в несколько подвешенном состоянии при появлении пятен на нашем светиле. Не всегда бывает понятно, «выстрелят» они или нет. Но, похоже, группа российских ученых из Физического института им Лебедева РАН, Белгородского госуниверситета и других научных организаций приблизилась к тому, чтобы с более высокой степенью вероятности предсказывать сильные солнечные вспышки за 2-3 дня до их возникновения! Помогло им в этом странное поведение земного вещества – изотопов железа и кобальта, которые каким-то образом «чувствуют» «настроение» Солнца, готовящегося к вспышке, и меняют скорость своего полураспада. Статья об этом вышла в свежем номере журнала «Физика элементарных частиц и атомного ядра».
Напомним, что вспышка на Солнце это взрывной процесс на поверхности светила с выделением энергии. Чаще всего вспышки порождают потоки радиационных частиц и гамма-излучение (они оборачиваются для нас магнитными бурями на Земле). Но есть и особый вид событий, – когда вслед за гамма-квантами в сторону Земли вырывается сильный поток протонов. Это называется GLE (Ground level enhancement) или резкое увеличение потока, очень опасное явление, которое случается 3-5 раз в году, то есть, составляет процентов 10 от всех солнечных событий.
Такие потоки мощных протонов долетают до Земли за 8-10 минут, почти со скоростью света, и являются наиболее опасными прежде всего для космонавтов, работающих на орбите. Существует даже мнение, что случись такой поток во время нахождения людей на будущей станции РОС, которую планируют запустить по полярной орбите, то экстренной эвакуации не избежать! И это несмотря на то, что событие длится недолго, примерно час. Самое неприятное в нем – это протоны с энергией 100-200 МэВ, которые как бы застревают в организме, не проходя его насквозь, и локально разрушают клетки, вокруг которых создают область высокой ионизации. Это самый опасный вид лучевого поражения со всеми вытекающими последствиями. Кстати, событие подобной силы было зафиксировано в прошлом году, 23 марта при помощи приборов Научно-образовательного центра НЕВОД в МИФИ, затем было еще три: в середине мая, в середине ноября и в начале июня. С тех пор жесткие протоны до нас еще не добирались, но предвидеть их заранее было бы не лишним.
– В настоящее время по поводу вспышек есть некие усредненные статистические прогнозы, которые сбываются с различной долей вероятности, – говорит один из авторов исследования, старший научный сотрудник лаборатории элементарных частиц ФИАНа Сергей Майбуров. – Но нам удалось довести точность прогноза до 90 с лишним процента.
Приведу лишь один пример. Где-то дней пять назад на Солнце появилось активное пятно, и все заговорили, что через день-два может быть вспышка. Но ее до сих пор нет, а по нашим данным, ее и не могло возникнуть.
– Как же вы это поняли?
– Помогло довольно случайное явление, которое было обнаружено исключительно экспериментально, – никаких теорий, объясняющих его, пока нет. У нас в лаборатории стоит радиоактивный изотоп железа-55. Его полураспад, как полураспад любого изотопа, происходит с определенной скоростью. И вот, примерно за 2-3 дня до вспышки у железа-55 падает скорость полураспада вещества, не очень сильно, – на 0,2 процента, но это легко фиксируется. Надо отметить, что первыми на это явление обратили внимание американские ученые из университета Пердью и даже опубликовали научную статью, но им никто не поверил тогда. А теперь то же самое видим мы, и пока не собираемся останавливать исследования. Мало того, нас поддерживают коллеги из другого института (они исследуют скорость полураспада другого изотопа – кобальта-60, которая тоже меняется перед вспышками) и из БелГУ, которые сделали для исследования приборы.
– Как выглядит прибор, предсказывающий вспышку на Солнце?
– Это небольшой чемоданчик размером с ноутбук. Изотопы, нанесенные в виде покрытия на алюминиевые подложки, изолированы под специальным куполом.
– Получается, еще до вспышки с Солнца идет какой-то поток частиц, который их поддерживает?
– Да, получается, что есть какое-то поле, которое доходя до Земли, подавляет скорость распада изотопов, замедляет его. Для справки: у железа период полураспада – 3 года у кобальта – 5, 5 лет.
– Речь идет о любой вспышке?
– В основном о самых интенсивных вспышках — класса Х.
– А что происходит после того, как вспышка произошла?
– Во время нее и еще 2-4 дня после скорость полураспада остается по-прежнему низкой, а потом постепенно повышается и доходит до нормы. В целом изотопы реагируют на вспышку в течение 5-6 дней. Есть предположение, что наши приборы, установленные на космической станции, будут более чувствительны к влиянию Солнца (все-таки на Земле им мешают атмосфера и ионосфера), а это значит, что они смогут дать прогноз вспышки не за 2-3 дня, а за 5-6 дней или за неделю.
Комментарий заведующего отделом радиационной безопасности пилотируемых космических полетов Института медико-биологических проблем РАН Вячеслава Шуршакова:
– Мы постоянно ведем мониторинг мощных протонных событий или более частых вспышек рентгеновского излучения. Если мы узнаем о них, то даем информацию на борт космической станции, и космонавты в срочном порядке уходят скрываться от них в более защищенные отсеки.
На случай более серьезных вспышек, которые будут угрожать космонавтам в дальних космических полетах, одного защитного отсека будет, скорей всего, мало, – им придется принимать специальные препараты или надевать защитные головные уборы. Сейчас это рассматривается как какой-то сюжет из фильма будущего, но на самом деле проработки всего этого идут активно в разных космических агентствах. И для того, чтобы успеть применить все это, надо лучше подготовиться заранее. Метод, который разрабатывают коллеги из ФИАНа, предскажет опасность заблаговременно — не за 10-20 минут, как сейчас, а за сутки-двое. Ведь важно, чтобы на период возникновения вспышки не планировались занятия на бегущей дорожке, какие-то ответственные научные эксперименты или уж тем более выход в открытый космос, поездки на луноходе по Луне.
– Бывали ли случаи поражения космонавтов в результате мощного протонного события?
– Такого, к счастью, пока не было. Если проследить за орбитой МКС, она на своих витках не заходит в высокие широты. Даже когда происходит сильная вспышка, на станции более-менее безопасно. Предлагаемые прогнозы больше пригодятся для полета космонавтов на перспективной российской высокоширотной станции РОС.
– Что теоретически может почувствовать человек, который попадет под мощный протонный поток?
– Есть такое понятие, как острые радиационные эффекты. Мы о них знаем после случаев реальных радиационных аварий, происходивших на Земле. Существует пороговая радиационная доза – больше 500 миллизиверт. После нее у человека в течение 30-40 минут могут возникнуть тошнота, рвота, головокружение. А представляете, если он в это время окажется на внешней стороне станции, в скафандре!
– С чем можно сравнить такую мощную дозу?
– Она суммарно равна трем-четырем месяцам пребывания на станции. Но к счастью, как я уже говорил, такого ни с нашими космонавтами, и с американскими астронавтами не происходило. Максимум, что испытали как-то космонавты станции «Мир», это солнечное протонное событие, которое произошло 29 сентября 1991 года. Тогда на них воздействовала доза, в 10 раз превышающая дневную норму. К счастью, она была далека от того самого порогового значения. А лишние 10 дней полета профессиональные космонавты, как показала практика, легко выдерживают, – мы же знаем случаи, когда они вынужденно оставались вместо полугодового полета на год, и это не приводило к каким-то серьезным проблемам со здоровьем.
| 23.04.25 | 15.04.2025 Коммерсант. Как сделать молекулярные «отпечатки пальцев» веществ |
Простой способ превратить сверхкороткие лазерные импульсы ближнего инфракрасного диапазона в средний инфракрасный
Ученые разработали простую лазерную систему, преобразующую сверхкороткие — в квадриллионные доли секунды — лазерные импульсы ближнего инфракрасного диапазона в средний инфракрасный. Интерес к таким системам обусловлен тем, что именно они позволяют «заснять» молекулярные «отпечатки пальцев» многих веществ, например, в составе лекарств или опасных газов. Ввиду своей простоты и эффективности разработка может найти применение в медицине, системах безопасности и детектирования, где требуются мощные и точные инфракрасные источники. Исследование поддержано грантом Российского научного фонда.
Участники исследовательского коллектива
Фото: Игорь Киняевский
Лазерные источники, генерирующие импульсы длительностью в квадриллион раз меньше секунды в среднем инфракрасном диапазоне, перспективны для самых разных применений. Например, этот диапазон хорошо проникает сквозь живые ткани и безопасен для организма, благодаря чему его можно использовать в медицинской диагностике. Кроме того, в нем находятся молекулярные «отпечатки пальцев» — уникальные спектральные образы — многих молекул, поэтому он удобен и для детектирования опасных веществ, например газов. Чаще всего ультракороткие лазерные импульсы среднего инфракрасного диапазона получают, преобразуя лазерное излучение из другого спектрального диапазона, что технически сложно, а имеющиеся подходы сопряжены с малой энергетической эффективностью преобразования и требуют дорогого и громоздкого оборудования. Поэтому ученые ищут простые и высокоэффективные источники такого излучения.
Исследователи из Физического института имени П. Н. Лебедева РАН (Москва) разработали новую систему, генерирующую фемтосекундные лазерные импульсы в среднем инфракрасном диапазоне. За основу авторы взяли доступный в научных и медицинских лабораториях титан-сапфировый лазер, излучающий в ближнем инфракрасном свете. Чтобы «превратить» его спектр в средний инфракрасный диапазон, исследователи предложили разделить лазерный луч с помощью частично отражающего зеркала на две части. Одну из них пропустили через трубку, заполненную углекислым газом. Луч создал в газе плазменный канал, при прохождении по которому его спектр «растянулся» в сторону более длинных волн.
Титан-сапфировый лазер
Фото: Игорь Киняевский
Кристалл тиогалата ртути, использованный в эксперименте
Фото: Игорь Киняевский
На выходе из газовой трубки этот луч снова соединился с тем, что не претерпел никаких изменений. Вместе их направили в кристалл из ртути, галлия и серы (тиогалата ртути). При прохождении через него в определенном направлении две совмещенные волны создавали такую поляризацию, которая позволила получить нужный средний инфракрасный диапазон. Авторы подчеркивают, что, поворачивая кристалл, можно менять спектр излучения, точно настраивая его под конкретные задачи, например поиск «отпечатков пальцев» определенных молекул.
Главные преимущества предложенной системы — простота реализации и высокая эффективность. Так, она позволяет преобразовать 30% фотонов исходного ближнего инфракрасного излучения в нужный диапазон, что сопоставимо с лучшими существующими (и при этом более сложными по конструкции и эксплуатации) преобразователями.
Исследователи за работой
Фото: Игорь Киняевский
«Насколько нам известно, эта разработка представляет собой лучшее из существующих сочетание простоты и эффективности. Такая система с небольшими затратами может быть воспроизведена в любой лаборатории, имеющей фемтосекундный титан-сапфировый лазер. Учитывая, что энергию и спектр получаемого излучения можно перестраивать, возможные сферы применения устройства весьма широки. Например, в медицине такие лазеры могут использоваться для точного удаления тканей без повреждения окружающих областей, а в системах безопасности — для детектирования взрывчатых веществ по их инфракрасным спектрам. В дальнейшем нам предстоит двигаться в направлении масштабирования энергии и совершенствования технологии для ее промышленного применения. В частности, мы уже проводим эксперименты по усилению излучения этой системы в углекислотном лазерном усилителе высокого давления. А технологическое совершенствование мы планируем осуществить за счет перехода от газовой трубы к газонаполненным оптическим волокнам»,— рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Игорь Киняевский, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории газовых лазеров Физического института имени П. Н. Лебедева РАН.
| 23.04.25 | 14.04.2025 Высший в Интернете. Алмазные примеси помогут в развитии микроэлектроники |
Алмазы с особыми свойствами позволят улучшить работу квантовых компьютеров и другой техники. Это, в свою очередь, повлияет на множество отраслей, включая телекоммуникации, медицину и бытовую электронику.
Отечественные специалисты из МФТИ и ФИАН исследуют воздействие примесей на окраску и спектральные характеристики алмаза путем атомистического моделирования с использованием алгоритмов машинного обучения. Их работа поможет ускорить прогресс в области микроэлектроники — ученые рассчитывают создать сверхнадежные кубиты для квантовых вычислений и новые типы элементов хранения информации. Результаты исследования станут важным этапом развития современных информационных технологий и смежных научных направлений, говорится на официальном сайте Десятилетия науки и технологий в России.
Присутствие примесей в структуре алмаза существенно влияет не только на оттенок камня, но и на его электромагнитные характеристики, делая минерал востребованным материалом в современной микроэлектронике. Так, именно благодаря примесным центрам создаются перспективные кубиты для квантовых компьютеров, отличающиеся повышенной стабильностью. Помимо этого, включение примесей открывает перспективы разработки инновационных ячеек памяти, позволяющих значительно расширить горизонты обработки и хранения цифровой информации.
| 23.04.25 | 14.04.2025 Новости технологий. Алмазные примеси помогут в развитии микроэлектроники |
Алмазы с особыми свойствами позволят улучшить работу квантовых компьютеров и другой техники. Это, в свою очередь, повлияет на множество отраслей, включая телекоммуникации, медицину и бытовую электронику.
Отечественные специалисты из МФТИ и ФИАН исследуют воздействие примесей на окраску и спектральные характеристики алмаза путем атомистического моделирования с использованием алгоритмов машинного обучения. Их работа поможет ускорить прогресс в области микроэлектроники — ученые рассчитывают создать сверхнадежные кубиты для квантовых вычислений и новые типы элементов хранения информации. Результаты исследования станут важным этапом развития современных информационных технологий и смежных научных направлений, говорится на официальном сайте Десятилетия науки и технологий в России.
Присутствие примесей в структуре алмаза существенно влияет не только на оттенок камня, но и на его электромагнитные характеристики, делая минерал востребованным материалом в современной микроэлектронике. Так, именно благодаря примесным центрам создаются перспективные кубиты для квантовых компьютеров, отличающиеся повышенной стабильностью. Помимо этого, включение примесей открывает перспективы разработки инновационных ячеек памяти, позволяющих значительно расширить горизонты обработки и хранения цифровой информации.
| 23.04.25 | 14.04.2025 Mail.ru. Алмазные примеси помогут в развитии квантовых технологий |
Алмазы с особыми свойствами позволят улучшить работу квантовых компьютеров и другой техники. Это, в свою очередь, повлияет на множество отраслей, включая телекоммуникации, медицину и бытовую электронику.
Примеси в алмазе способны оказывать влияние не только на цвет, но и на электромагнитные свойства минерала.
Источник: Unsplash
Отечественные специалисты из МФТИ и ФИАН исследуют воздействие примесей на окраску и спектральные характеристики алмаза путем атомистического моделирования с использованием алгоритмов машинного обучения. Их работа поможет ускорить прогресс в области микроэлектроники — ученые рассчитывают создать сверхнадежные кубиты для квантовых вычислений и новые типы элементов хранения информации. Результаты исследования станут важным этапом развития современных информационных технологий и смежных научных направлений, говорится на официальном сайте Десятилетия науки и технологий в России.
Присутствие примесей в структуре алмаза существенно влияет не только на оттенок камня, но и на его электромагнитные характеристики, делая минерал востребованным материалом в современной микроэлектронике. Так, именно благодаря примесным центрам создаются перспективные кубиты для квантовых компьютеров, отличающиеся повышенной стабильностью. Помимо этого, включение примесей открывает перспективы разработки инновационных ячеек памяти, позволяющих значительно расширить горизонты обработки и хранения цифровой информации.
«Примесные дефекты в алмазе, такие как NV-центры, уже используются для создания кубитов для квантовых компьютеров, которые отличаются высокой устойчивостью, а также в разработке ячеек памяти. А еще, генерируя или разрушая такие дефекты, можно создавать невидимые глазу маркировки на коммерческих алмазах — это задача, которой занимаются наши соавторы из Лаборатории лазерной нанофизики и биомедицины ФИАН под руководством Сергея Ивановича Кудряшова. Они используют фемтосекундный лазерный нагрев для инициирования перестроек в алмазных дефектах, а наша команда предсказывает сценарии этих изменений», — комментирует заместитель заведующего лабораторией компьютерного дизайна материалов МФТИ Никита Орехов.
Результаты работы специалистов будут иметь значительное влияние на развитие микроэлектроники и смежных технологий.
Источник: Unsplash
Ученые отмечают, что еще десятилетие назад такие исследования находились почти вне зоны досягаемости, даже для мощнейших суперкомпьютеров. Но теперь сочетание методов машинного обучения и атомистического моделирования сделало возможным решение задач, ранее считавшихся невыполнимыми. Прорыв расширяет горизонты не только фундаментальных знаний, но и практического материаловедения, открывая путь к созданию новых веществ с заранее запрограммированными характеристиками.
Предполагается, что итоги научной деятельности исследователей окажут существенное влияние на дальнейшее развитие микроэлектронных и сопутствующих технологий. Использование алмазов с заданными характеристиками в конструкции квантовых компьютеров и прочих устройств способно обеспечить значительные достижения в сфере вычислительной техники, что окажет позитивное воздействие сразу на несколько важных секторов экономики — от телекоммуникаций до медицины и бытовой электроники.
https://hi-tech.mail.ru/news/125420-almaznye-primesi-pomogut-v-razvitii-mikroelektroniki/
| 23.04.25 | 13.04.2025 Наука.рф. Алмазные примеси помогут в развитии квантовых технологий |
Ученые МФТИ и ФИАН изучат влияние примесных атомов на цвет и спектральные свойства алмазов методом атомистического моделирования с применением методов машинного обучения. Исследование внесет вклад в развитие микроэлектроники, включая разработку высокоустойчивых кубитов для квантовых компьютеров и инновационных ячеек памяти. Результаты работы окажут значительное влияние на дальнейшее развитие вычислительных технологий и смежных областей, сообщили в пресс-службе МФТИ.
Примеси в алмазе могут оказывать значительное влияние не только на цвет, но и на электромагнитные свойства минерала. Это делает их весьма перспективными для использования в микроэлектронике. В частности, на основе примесных центров в алмазе уже разрабатываются кубиты для квантовых компьютеров, обладающие высокой устойчивостью. Также примеси могут быть использованы в создании ячеек памяти, что откроет новые возможности для хранения информации и обработки данных.
Кроме того, исследование примесей в алмазах имеет прикладное значение, включая лазерную маркировку минералов. Ученые из Лаборатории лазерной нанофизики и биомедицины ФИАН активно ведут эксперименты в этой области, используя фемтосекундный лазерный нагрев для инициирования перестроек в алмазных дефектах. Это позволяет создавать уникальные маркировки и улучшать свойства алмазов. Команда МФТИ, в свою очередь, занимается предсказанием, как именно протекают эти перестройки на атомистическом уровне, что является важным шагом для оптимизации технологий.
«Примесные дефекты в алмазе, такие как NV-центры, уже используются для создания кубитов для квантовых компьютеров, которые отличаются высокой устойчивостью, а также в разработке ячеек памяти. А ещё, генерируя или разрушая такие дефекты, можно создавать невидимые глазу маркировки на коммерческих алмазах — это задача, которой занимаются наши соавторы из Лаборатории лазерной нанофизики и биомедицины ФИАН под руководством Сергея Ивановича Кудряшова. Они используют фемтосекундный лазерный нагрев для инициирования перестроек в алмазных дефектах, а наша команда предсказывает сценарии этих изменений», — отметил заместитель заведующего лабораторией компьютерного дизайна материалов МФТИ Никита Орехов.
По словам ученых, еще десять лет назад подобные исследования были практически невозможны, даже для суперкомпьютеров. Однако благодаря синтезу методов машинного обучения и атомистического моделирования, задачи, которые ранее казались неподъемными, стали вполне реальными. Это открывает новые перспективы не только для фундаментальной науки, но и для прикладных исследований, позволяя создавать новые материалы с заранее заданными свойствами.
Ожидается, что результаты работы ученых будут иметь значительное влияние на развитие микроэлектроники и смежных технологий. Применение алмазов с заданными свойствами в квантовых компьютерах и других устройствах может привести к существенным улучшениям в области вычислительных технологий, что, в свою очередь, повлияет на множество отраслей, включая телекоммуникации, медицину и бытовую электронику.
Исследование поддержано грантом Российского научного фонда.
https://наука.рф/news/almaznye-primesi-pomogut-v-razvitii-kvantovykh-tekhnologiy/
| 23.04.25 | 12.04.2025 Московский комсомолец. Черные дыры, вода и жизнь на экзопланетах: что сможет увидеть во Вселенной новый российский телескоп «Миллиметрон» |
Телескоп «Хаббл» сделал первую фотографию «Столпов творения» в 1995 году.
Фото: GLOBAL LOOK PRESS.
В России создается самый сложный за всю историю страны космический инструмент - радиотелескоп “Миллиметрон”. С его помощью астрофизики рассчитывают совершить открытия мирового уровня. Это один из крупнейших современных проектов Физического института имени П.Н. Лебедева РАН (ФИАН). О том, какие возможности появятся у ученых в связи с запуском «Миллиметрона», журналист “Комсомолки” узнал у директора ФИАН член-корреспондента РАН Николая Колачевского.
ЗАГЛЯНУТЬ В КОСМОС ДАЛЬШЕ, ЧЕМ “ДЖЕЙМС УЭББ”
- Николай Николаевич, «Миллиметрон» - это космическая обсерватория, которая даст человечеству новую систему зрения. Что с ее помощью мы сможем увидеть во Вселенной?
Директор ФИАН член-корреспондент РАН Николай Колачевский.
Фото: Михаил ФРОЛОВ. Перейти в Фотобанк КП
- Давайте посмотрим, какую нишу среди разных систем наблюдения займет “Миллиметрон”. Есть всем известный телескоп-ветеран “Хаббл”, который вот уже более 30 лет делает совершенно замечательные и очень информативные снимки в видимом и в ближнем инфракрасном диапазоне. Несколько лет назад выведен телескоп “Джеймс Уэбб”, он полетел в точку Лагранжа, где его от Солнца закрывает тень Земли. У него диапазон смещен в сторону увеличения длины волны, но, тем не менее, это прибор изображающий. Американцы в этом плане молодцы, они понимают, что общество любит картинки. Мы же с удовольствием разглядываем кадры, как марсоход снимает марсианский вертолёт, как вертолёт снимает камешки на Марсе, как зонд “Кассини” летит сквозь ледяной пояс колец Сатурна... Это действительно сумасшедшие в плане восприятия картины, люди это любят и слава Богу! “Миллиметрон” — это следующий шаг в сторону увеличения длины волны. Но информация, которую он собирает, уже не будет носить вид изображения. Мы теряем в плане зрелищности, но получаем возможность видеть то, что раньше не могли.
- Например?
- Чем дальше в инфракрасную область мы уходим, тем ближе можем погрузиться к центру галактики (в центре каждой галактики, в том числе и нашей, находится очень интересный объект - сверхмассивная черная дыра - Ред). И некоторые типы изображений можно будет строить с высоким разрешением. Например, несколько лет назад нашим иностранным коллегам удалось сделать завораживающую фотографию черной дыры с помощью наземных телескопов. “Миллиметрон” позволит пробиться сквозь пылевые облака и приблизиться к центру галактики. Далее, если мы хотим направить взгляд куда-то за горизонт, то “Миллиметрон” может заглянуть во Вселенную гораздо дальше, чем “Джеймс Уэбб” и “Хаббл”. То есть это астрофизика дальнего космоса. И, наконец, когда длина волны становится больше, то в этот диапазон начинают попадать спектры молекул, например, воды. Это важно, потому что мы сейчас научились регистрировать экзопланеты, но возникла загадка: планеты земного типа есть, а признаков жизни земного типа мы на них не видим. Как раз вода это один из индикаторов жизни. С помощью “Миллиметрона” мы сможем изучать, как обстоят дела с водой на той или иной экзопланете.
- Как радиотелескоп может “видеть” химические элементы - ту же воду?
- Здесь работает тот же принцип, благодаря которому Михаил Ломоносов открыл атмосферу Венеры: когда планета зашла за диск Солнца, он увидел светящееся гало. В нашем случае, когда свет от звезды проходит через атмосферу планеты, его спектр изменяется. Сейчас есть инструменты, которые по спектрам поглощения пытаются установить, какие вещества находятся в составе атмосферы экзопланеты. “Миллиметрон” такую задачу может решать именно в приложении к воде, потому что большинство легких химических элементов, такие как метан и вода, имеют спектр поглощения в том самом миллиметровом диапазоне..
Фото: GLOBAL LOOK PRESS.
КУДА СПРЯТАЛИСЬ ИНОПЛАНЕТЯНЕ
- А надежда поймать радиосигнал от инопланетян - с ней уже распростились?
- Почему нет мощных радиоизлучений от развитых цивилизаций - это очень старый вопрос. Ведь Земля, если от нее сейчас отлететь на значительное расстояние, будет светиться в радиоволнах, как ёлочная игрушка. Потому, что мы все слушаем радио, смотрим телевизор, общаемся с помощью смартфонов, смотрим в космос и посылаем туда мощные сигналы. То есть многое, что происходит на Земле, нашим соседям по галактике было бы прекрасно видно. А вот мы ничего подобного не наблюдаем. Тишина. Этим вопросом задавались уже давно. И надо понять, почему так происходит. Может быть мы зря по себе меряем и другие цивилизации не имеют дела с радиоволнами. Возможно, надо искать другие признаки. Например, у Станислава Лема в “Солярисе” разумная жизнь обретает форму мыслящего океана. То есть это не сообщество мыслящих существ, как у нас, а совершенно иная субстанция.
- Когда планируется запуск?
- Говорить про 2030 год, наверное, сверхоптимистично, но где-нибудь в районе 2035 года, думаю “Миллиметрон” может полететь. Слава Богу, что у “Миллиметрона” нет ближайших международных конкурентов. Если мы где-то в космической гонке проигрываем, то не потому, что мы не слишком умные или не очень умелые. Мы просто медленные. Например, российские ученые озвучили хорошую научную идею посмотреть на полюса Луны - нет ли там воды? В результате весь мир кинулся сажать аппараты на лунном полюсе, а мы только думаем, как опять к этому вопросу подойти. Такая же история была с идеей установить радиоастрономическую обсерваторию на обратной стороне Луны — это идеальное место для наблюдений, потому что излучение от Земли не мешает. Не успели проговорить, как на обратной стороне Луны уже появились китайцы с простеньким, но работающим инструментом. Сейчас с Венерой может то же самое оказаться. У нас запланирована миссия “Венера-Д” с посадкой на поверхности планеты - чего пока никто в мире не может. Работы начаты и все вроде идет по плану, но уже на 2030 год - раньше, чем у нас - запланирована куча экспедиций на Венеру у американцев, китайцев, и даже у индийцев. Если хотя бы половина из этих миссий будет успешна, то, когда мы до Венеры долетим и выполним свою уникальную научную программу, она уже будет, как бы это помягче сказать - менее актуальна. В науке, как в спорте, если ты пришел к финишу вторым, то это почетно, но это не победа. А история любит победителей. Надеюсь, с “Миллиметроном” так не случится.
Снимок телескопа «Хаббл»
Фото: GLOBAL LOOK PRESS.
ЗАЧЕМ ОХЛАЖДАТЬ ЗЕРКАЛО ТЕЛЕСКОПА ДО СВЕРХНИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР?
- Мы в этом проекте далеко продвинулись?
- У нас основной исполнитель этого проекта (не научной части, а технической), это компания “Информационные спутниковые системы” имени академика Решетнёва. Здесь много задач, все сложные, но есть неплохой прогресс. Есть хорошие решения по лепесткам антенны и системам, которые их раскрывают. Потому, что нужно делать большую 6-метровую тарелку, и она должна быть в идеале выполнена с точностью 5-10 микрон. При этом она должна быть легкой, потому что запустить тяжелую конструкцию даже на таком мощном носителе, как “Ангара”, будет непросто. Поэтому лепестки антенн делаются сейчас из специального углепластика, который накладывается на полированные мастер-формы. Есть успехи и по детекторам, и по системе охлаждения приемника, и антенны.
- А почему зеркало радиотелескопа должно быть холодным?
- Потому, что если мы нагреваем предмет, он сам начинает излучать. Вот перед вами на столе чайная чашка, даже при комнатной температуре она будет очень хорошо светится в нашем миллиметровом диапазоне. Поэтому нам важно, чтобы антенна сама себя не “слышала”, не регистрировала. И тогда телескоп сможет ловить из космоса даже самое слабое излучение. Американцы для главного зеркала “Джеймса Уэбба” использовали бериллий — металл, который имеет крайне низкий коэффициент теплового расширения, то есть практически не меняет свой объем при изменении температуры. Но металлическое зеркало очень тяжелое. У нас легкий углепластик. Мы тоже выбрали принцип активного охлаждения телескопа и сейчас вместе с омскими коллегами работаем над системой замкнутых криогенных машин, чтобы охладить зеркало до сверхнизких температур. Сделать это в бортовом исполнении - один из серьезных вызовов. Но я думаю, что мы с этой и другими задачами справимся.
| 23.04.25 | 12.04.2025 Телеграм-канал Фронт российской науки с Веденеевой. С Днем космонавтики всех причастных |
С Днем космонавтики всех причастных! То есть, каждого из нас, потому что мы – частицы большого Космоса.
Накануне экс-директор Пущинской радиоастрономической обсерватории (ПРАО АКЦ ФИАН) Рустам Давудович Дагкесаманский читал научно-популярную лекцию о космических тайнах. А на следующий день он дал интервью "МК".
О бесконечной, безграничной, не стационарной и не центричной Вселенной:
Процесс расширения нашей Вселенной так устроен, что всем из любой точки кажется, будто другие галактики от нее «убегают».
Какой могла быть плотность Вселенной 15 миллиардов лет назад?
Даже спустя 1-2 тысяч лет после Большого взрыва плотность материи должна была быть настолько большой, что это не укладывается ни в какие современные теории.
Как понять приближение Андромеды, если глобально все удаляется друг от друга?
Тот факт, что Вселенная расширяется не означает, что все ее галактики должны отдаляться от нас. У них есть случайные скорости, свои направления...
| 23.04.25 | 11.04.2025 Телеграм-канал С широко открытыми глазами. Зачем ученые ищут воду во Вселенной |
Зачем ученые ищут воду во Вселенной
Привет, друзья! Российские ученые разработали (https://iz.ru/1868521/andrei-korsunov/vnezemnoe-pritazenie-kosmiceskaa-observatoria-zaimetsa-poiskom-zizni-vo-vselennoi) детекторы для космической обсерватории "Миллиметрон" ("Спектр-М"). С их помощью будут изучать воду во Вселенной.
Как считают исследователи, скопления воды могут указать на возможность возникновения жизни в тех или иных областях космоса.
— Проект «Миллиметрон» — обсерватория нового поколения. Она станет самым большим в мире космическим телескопом за пределами Земли. Комплекс будет изучать пространство в миллиметровом и инфракрасном диапазонах длин волн.
Большинство научных задач будет направлено на исследование эволюции Вселенной, образование звезд и планет, — объяснил заместитель руководителя заместитель руководителя АКЦ ФИАН Алексей Рудницкий
Особый фокус «Миллиметрона», подчеркнули ученые, будет направлен на изучение образования, миграции и трансформации воды во Вселенной.
— Вода — это ключ к пониманию многих процессов в космосе. Изучение частиц воды поможет понять, как они распространяется между различными объектами и как попали на Землю, — объяснила один из разработчиков детекторов, замзаведующего Лабораторией терагерцовой спектроскопии МФТИ Елена Жукова.
В частности, рассказала она, вода в виде частиц льда или пара может конденсироваться в облаках газа и пыли, в которых формируются звезды, или в протопланетных дисках. Также ее можно найти в составе астероидов, комет и в атмосфере планет. Поскольку земные формы жизни основаны на воде, отслеживая ее концентрации во Вселенной, можно предположить, где имеет смысл искать живых существ.
Как объяснили ученые, воду в космосе будут исследовать с помощью спектрометра высокого разрешения. Это один из главных научных комплексов на борту «Миллиметрон».
— Для регистрации сигналов до 1,3 ТГц мы применили детекторы, которые представляют собой «слойку» из сверхпроводников и изолятора между ними.
Электроны в них проходят через изолирующий барьер благодаря квантовому туннельному эффекту (при котором микрообъекты проявляют сразу свойства частиц и волн. — «Известия»), — сообщил заведующий лабораторией терагерцевых приборов и технологий АКЦ ФИАН Андрей Худченко.
По его словам, эта структура настолько чувствительна, что каждый фотон, который приходит даже от слабых космических источников, вызывает ток отдельных электронов. При этом не возникает паразитных эффектов, и собственные шумы детектора сведены до минимума. До так называемого практически до квантового предела точности измерений.
Как уточнил исследователь, толщина слоев сверхпроводников в детекторе составляет несколько микрон, а изолятора — всего один микрон.
Чтобы с рекордной чувствительностью поймать сигнал с неба, нужно, чтобы он весь был сфокусирован на этот микронного размера переход.
Далее, по словам ученых, в диапазоне свыше 1,3 ТГц используют другое устройство. Оно работает за счет разогрева в пленке сверхпроводника толщиной 3,5 – 4 нанометра.
— Эта пленка из нитрида ниобия. Она настолько тонкая — почти двумерная, — что нагревается от малейшего сигнала. Другими словами, когда на нее попадает даже слабый импульс из космоса, она поглощает его энергию.
Это приводит к изменению сопротивления материала пленки, которое можно зарегистрировать. У таких детекторов также предельно низкий уровень шума, — рассказал старший научный сотрудник Лаборатории терагерцовых приборов и технологий АКЦ ФИАН Иван Третьяков.
| 22.04.25 | 11.04.2025 Известия. Внеземное притяжение: космическая обсерватория займется поиском жизни во Вселенной |
Российские ученые создали сверхточные детекторы для космической обсерватории «Миллиметрон». С их помощью специалисты будут изучать скопления воды во Вселенной. Это поможет лучше понять эволюцию звезд, планет и других небесных объектов. Исследование сможет указать на наличие жизни в тех или иных областях космоса. По словам ученых, чувствительность приборов близка к квантовому пределу — максимально возможному уровню. Как ожидается, телескоп введут в эксплуатацию в 2029 году. Комплекс откроет новую эру в изучении космоса и, вероятно, поможет найти разумных существ, считают эксперты.
Что представляет собой телескоп «Миллиметрон»
В России создали приборы для поиска воды во Вселенной. Новое оборудование в космосе будет функционировать в составе обсерватории «Миллиметрон» («Спектр-М») — 10-метрового телескопа, который разместят на расстоянии 1,5 млн км от Земли.
Рабочая конфигурация обсерватории
Фото: millimetron.ru
Разработку исследовательского комплекса ведут ученые из Астрокосмического центра Физического института им. П.Н. Лебедева РАН (АКЦ ФИАН), Московского педагогического государственного университета, Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, Московского физико-технического института и Института астрономии РАН. Как ожидается, ввод телескопа в эксплуатацию может состояться в 2029 году.
Проект «Миллиметрон» («Спектр-М») — космический телескоп миллиметрового и инфракрасного диапазонов длин волн диаметром 10 м.
Фото: ИЗВЕСТИЯ/Андрей Эрштрем
— Проект «Миллиметрон» — обсерватория нового поколения. Когда ее построят, она станет самым большим в мире космическим телескопом за пределами Земли. Комплекс будет изучать пространство в миллиметровом и инфракрасном диапазонах длин волн. Большинство научных задач направят на исследование эволюции Вселенной, образование звезд и планет, — объяснил замруководителя АКЦ ФИАН Алексей Рудницкий.
Также с помощью обсерватории ученые будут исследовать активные ядра галактик, черные дыры, пульсары и другие экзотические объекты — такие как кротовые норы (гипотетические тоннели в пространстве-времени) или белые дыры (предполагаемые физические объекты в космосе, в которые ничего не может попасть, противоположности черных дыр), добавил он.
Фото: ИЗВЕСТИЯ/Андрей Эрштрем
Особый фокус «Миллиметрона» будет направлен на изучение возникновения, миграции и трансформации воды во Вселенной.
— Вода — это ключ к пониманию многих процессов в космосе. Изучение частиц воды поможет понять, как они распространяются между различными объектами во Вселенной и как попали на Землю, — объяснила один из разработчиков детекторов заместитель заведующего лабораторией терагерцевой спектроскопии МФТИ Елена Жукова.
В частности, рассказала она, вода в виде частиц льда или пара может конденсироваться в облаках газа и пыли, в которых формируются звезды, или в протопланетных дисках. Также ее можно найти в составе астероидов, комет и атмосфере планет. И поскольку земные формы жизни основаны на воде, отслеживая ее концентрации во Вселенной, можно предположить, где имеет смысл искать живых существ.
Как работают квантовые приборы
Как объяснили ученые, воду в космосе будут исследовать с помощью спектрометра высокого разрешения. Это один из главных научных комплексов на борту «Миллиметрона». Чтобы точно определять спектральные линии H2O, в приборе выделяют семь поддиапазонов терагерцевого диапазона частот.
— Для регистрации сигналов до 1,3 ТГц мы применили детекторы, которые представляют собой «слойку» из сверхпроводников и изолятора между ними. Электроны проходят через изолирующий барьер благодаря квантовому тоннельному эффекту (при котором микрообъекты проявляют сразу свойства частиц и волн. — «Известия»), — сообщил заведующий лабораторией терагерцевых приборов и технологий АКЦ ФИАН Андрей Худченко.
Фото: ИЗВЕСТИЯ/Андрей Эрштрем
По его словам, эта структура настолько чувствительна, что каждый фотон, который приходит даже от слабых космических источников, вызывает ток отдельных электронов. При этом не возникает паразитных эффектов и собственные шумы детектора сведены до минимума, до так называемого квантового предела точности измерений.
Как уточнил исследователь, толщина слоев сверхпроводников в детекторе составляет несколько микрон, а изолятора — всего 1 мк. Чтобы с рекордной чувствительностью поймать сигнал с неба, нужно, чтобы он весь был сфокусирован на этот микронного размера переход.
Фото: ИЗВЕСТИЯ/Андрей Эрштрем
В диапазоне свыше 1,3 ТГц используют другое устройство. Оно работает за счет разогрева в пленке сверхпроводника толщиной 3,5–4 нм.
— Эта пленка из нитрида ниобия. Она настолько тонкая — почти двумерная, — что нагревается от малейшего сигнала. Другими словами, когда на нее попадает даже слабый импульс из космоса, она поглощает его энергию. Это приводит к изменению сопротивления материала пленки, которое можно зарегистрировать. У таких детекторов также предельно низкий уровень шума, — рассказал старший научный сотрудник лаборатории терагерцевых приборов и технологий АКЦ ФИАН Иван Третьяков.
Как вода поможет найти разумные существа
«Миллиметрон» откроет новую эру в изучении Вселенной, полагает профессор Института лазерных и плазменных технологий НИЯУ МИФИ Владимир Решетов.
— Есть задачи, для которых удаление от Земли на 1,5 млн км — решающий фактор. Так, запуск инфракрасного телескопа «Джеймс Уэбб» позволил заглянуть во времена, когда только зарождались галактики, и увидеть планеты у ближайших звезд. Проект «Миллиметрон» — это очередной шаг к пониманию устройства мира и разрешению загадки появления жизни на Земле, — объяснил ученый.
Кроме высокоточной спектроскопии, отметил он, уникальность российской обсерватории заключается в построении вместе с установками на Земле гигантского интерферометра — виртуального радиотелескопа с «линзой» в 1,5 млн км.
Фото: ИЗВЕСТИЯ/Андрей Эрштрем
Радиоастрономия со столь большой базой позволит наблюдать тончайшую структуру удаленных космических объектов и, возможно, поможет обнаружить следы активности разумных существ, выразил надежду ученый.
— Вода — вторая по распространенности после водорода молекула во Вселенной. И изучение этого вещества имеет значение для понимания многих фундаментальных процессов, — отметил завлабораторией планетной астрономии отдела физики планет и малых тел Солнечной системы Института космических исследований РАН Александр Тавров.
Он пояснил, что, изучая изотопологический состав (соотношение разновидностей атомов в молекуле), можно многое понять о месте происхождения частиц воды и их трансформациях. К примеру, в окрестностях Солнца есть планеты — газовые гиганты, атмосфера которых осталась со времен формирования звездной системы. При этом внутренние планеты (Меркурий, Венера, Земля, Марс) свою первичную атмосферу утратили под действием солнечного ветра. Но потом на Земле сформировалась новая атмосфера, для которой источником воды стало, во-первых, ее выделение из внутренних пород и, во-вторых, доставка с помощью астероидов и комет.
Фото: ИЗВЕСТИЯ/Андрей Эрштрем
Так, астероиды в период поздней тяжелой бомбардировки около 4 млрд лет назад могли обеспечить до 50% запасов воды на нашей планете, считают некоторые специалисты. Однако точные ответы на эти вопросы еще только предстоит получить. Возможно, «Миллиметрон» сыграет свою значимую роль в этом процессе, резюмировал ученый.
| 22.04.25 | 11.04.2025 Известия. Сверхточные детекторы помогут найти жизнь во Вселенной по космической воде |
Российские ученые создали сверхточные детекторы для космической обсерватории «Миллиметрон» («Спектр-М») — 10-метрового телескопа, который разместят на расстоянии 1,5 млн км от Земли. С их помощью специалисты будут изучать скопления воды во Вселенной.
«Вода — это ключ к пониманию многих процессов в космосе. Изучение частиц воды поможет понять, как они распространяются между различными объектами во Вселенной и как попали на Землю», — объяснила один из разработчиков детекторов, заместитель заведующего лабораторией терагерцовой спектроскопии МФТИ Елена Жукова.
В частности, рассказала она, вода в виде частиц льда или пара может конденсироваться в облаках газа и пыли, в которых формируются звезды, или в протопланетных дисках. Также ее можно найти в составе астероидов, комет и в атмосфере планет. И, поскольку земные формы жизни основаны на воде, отслеживая ее концентрации во Вселенной, можно предположить, где имеет смысл искать живых существ.
Как объяснили ученые, воду в космосе будут исследовать с помощью спектрометра высокого разрешения. Это один из главных научных комплексов на борту «Миллиметрона». Чтобы точно определять спектральные линии H2O, в приборе выделяют семь поддиапазонов терагерцевого диапазона частот.
«Для регистрации сигналов до 1,3 ТГц мы применили детекторы, которые представляют собой «слойку» из сверхпроводников и изолятора между ними. Электроны проходят через изолирующий барьер благодаря квантовому тоннельному эффекту (при котором микрообъекты проявляют сразу свойства частиц и волн)», — сообщил заведующий лабораторией терагерцовых приборов и технологий АКЦ ФИАН Андрей Худченко.
Также с помощью обсерватории ученые будут исследовать активные ядра галактик, черные дыры, пульсары и другие экзотические объекты. Такие, как «кротовые норы» (гипотетические «тоннели» в пространстве-времени) или «белые дыры» (предполагаемые физические объекты в космосе, в которые ничего не может попасть, противоположности черных дыр), добавил он.
Подробнее читайте в эксклюзивном материале «Известий»:
| 22.04.25 | 11.04.2025 CNews. В МФТИ исследуют алмазные примеси для развития квантовых технологий |
Учёные МФТИ и ФИАН изучат влияние примесных атомов на цвет и спектральные свойства алмазов методом атомистическом моделирования с применением методов машинного обучения. Исследование внесёт вклад в развитие микроэлектроники, включая разработку высокоустойчивых кубитов для квантовых компьютеров и инновационных ячеек памяти. Ожидается, что результаты работы окажут значительное влияние на дальнейшее развитие вычислительных технологий и смежных областей.
Примеси в алмазе могут оказывать значительное влияние не только на цвет, но и на электромагнитные свойства минерала. Это делает их весьма перспективными для использования в микроэлектронике. В частности, на основе примесных центров в алмазе уже разрабатываются кубиты для квантовых компьютеров, обладающие высокой устойчивостью. Также примеси могут быть использованы в создании ячеек памяти, что откроет новые возможности для хранения информации и обработки данных.
Кроме того, исследование примесей в алмазах имеет прикладное значение, включая лазерную маркировку минералов. Ученые из Лаборатории лазерной нанофизики и биомедицины ФИАН активно ведут эксперименты в этой области, используя фемтосекундный лазерный нагрев для инициирования перестроек в алмазных дефектах. Это позволяет создавать уникальные маркировки и улучшать свойства алмазов. Команда МФТИ, в свою очередь, занимается предсказанием, как именно протекают эти перестройки на атомистическом уровне, что является важным шагом для оптимизации технологий.
«Примесные дефекты в алмазе, такие как NV-центры, уже используются для создания кубитов для квантовых компьютеров, которые отличаются высокой устойчивостью, а также в разработке ячеек памяти. А ещё, генерируя или разрушая такие дефекты, можно создавать невидимые глазу маркировки на коммерческих алмазах – это задача, которой занимаются наши соавторы из Лаборатории лазерной нанофизики и биомедицины ФИАН под руководством Сергея Ивановича Кудряшова. Они используют фемтосекундный лазерный нагрев для инициирования перестроек в алмазных дефектах, а наша команда предсказывает сценарии этих изменений», – отметил заместитель заведующего лабораторией компьютерного дизайна материалов МФТИ Никита Орехов.
По словам ученых, ещё десять лет назад подобные исследования были практически невозможны, даже для суперкомпьютеров. Однако благодаря синтезу методов машинного обучения и атомистического моделирования, задачи, которые ранее казались неподъёмными, стали вполне реальными. Это открывает новые перспективы не только для фундаментальной науки, но и для прикладных исследований, позволяя создавать новые материалы с заранее заданными свойствами.
Ожидается, что результаты работы учёных будут иметь значительное влияние на развитие микроэлектроники и смежных технологий. Применение алмазов с заданными свойствами в квантовых компьютерах и других устройствах может привести к существенным улучшениям в области вычислительных технологий, что, в свою очередь, повлияет на множество отраслей, включая телекоммуникации, медицину и бытовую электронику.
Исследование поддержано грантом РНФ № 25-73-20143.
https://www.cnews.ru/news/line/2025-04-11_v_mfti_issleduyut_almaznye
| 22.04.25 | 10.04.2025 Московский комсомолец. Пульсары, квазары, черные дыры: радиоастроном рассказал, что мы находим в космосе |
Все мы давно знаем, что наша Солнечная система гелиоцентрична, вся материя во Вселенной когда-то очень давно родилась из Большого взрыва, а в центре нашей галактики Млечный Путь находится сверхмассивная черная дыра. Но не знаем мы еще больше, процесс изучения космоса бесконечен, как Вселенная.
О том, как шло развитие научной мысли, каких рубежей достигла современная астрофизика, изучая дальний космос, в преддверии Дня космонавтики мы поговорили с известным радиоастрономом, доктором физико-математических наук, профессором, экс-директором Пущинской радиоастрономической обсерватории им. В.В.Виткевича (ПРАО АКЦ ФИАН) Рустамом Дагкесаманским.
— Рустам Давудович, скажите, что нового узнали ученые о Вселенной за последние годы?
— За последнюю, так скажем, сотню лет наше представление о Вселенной радикально изменилось. В начале прошлого века доминировало представление об окружающем нас мире как однородном, то есть одинаковом во всех направлениях, безграничном и бесконечном.
Рустам Дагкесаманский. Фото: megabook.ru
— Безграничный и бесконечный — это не одно и то же?
— Это разные понятия, к примеру, если мы рассуждаем о поверхности сферы. Если бы наша Вселенная выглядела как поверхность сферы — мы могли бы двигаться в любом направлении и не встречать никакой границы. А площадь этой поверхности все равно была бы завершенной, то есть конечной. Вот в начале XX века все считали, что мир безграничен и бесконечен, как, впрочем, и сейчас считают. Но было еще одно определение: мир, ко всему прочему, считался стационарным, то есть имеющим неизменную плотность вещества. Все это называлось абсолютным космологическим принципом, и его придерживалось подавляющее большинство специалистов, которые работали в области космологии и астрофизики.
Исходя из принятого всеми принципа стационарности Вселенной, Альберт Эйнштейн в 1916–1917 годах вынужден был добавить в свои уравнения общей теории относительности некоторый член, которого сначала в этих уравнениях не было. Добавить для того, чтобы обеспечить принцип стационарности нашего мира. Но, как потом выяснилось, делал он это напрасно, потому что стационарности во Вселенной нет.
Вселенная Фридмана
Пошатнул устоявшийся абсолютный космологический принцип наш советский ученый Александр Алексеевич Фридман, метеоролог, который был в начале XX века директором Аэрологической обсерватории Санкт-Петербурга. Он даже не был астрономом, но зато был хорошим математиком. И вот, увлеченный общей теорией относительности, он пришел к выводу, что того самого лямбда-члена, который Эйнштейн ввел для обеспечения теории стационарности, нет необходимости вводить, что достаточно изящные решения могут быть и нестационарными. В 1922 году Александр Фридман публикует научную статью, в которой доказывает, что Вселенная не стационарна, то есть может, условно говоря, уплотняться и растягиваться.
— Многие, наверное, были возмущены таким выводом?
— Да, многие не хотели признавать этого факта, отходить от абсолютного космологического принципа. Однако именно человек со стороны, не перегруженный догматическим правилом доминирования этого принципа, взял и подвинул его с пьедестала. Он стал разработчиком первой нестационарной модели Вселенной, которая получила название Вселенная Фридмана.
— А что Эйнштейн?
— Эйнштейну самому не нравились уравнения с лямбда-переменной, но он полгода спорил с нашим ученым, считая, что его работа ошибочна. Потом, после переписки с Фридманом, он все-таки признал, что наш математик оказался прав, Эйнштейн открыто об этом заявил. Так мысль о том, что Вселенная может быть расширяющейся или сжимающейся, была доказана математически.
— То есть признание пришло к Фридману не сразу.
— Да. Он, кстати, вскоре после признания его модели умер. Это случилось в 1924 году, он только успел съездить в свадебное путешествие в Крым. Там он заразился брюшным тифом, по предположению самого Александра Алексеевича — съев немытую грушу, купленную на одной из железнодорожных станций по пути из Крыма в Ленинград.
Галактики Хаббла
— Когда же было экспериментально доказано, что Вселенная не стационарна?
— В 1929 году это сделал при помощи обычного телескопа американский астроном Эдвин Хаббл. Он показал, что более далекие галактики удаляются от нашей с большими скоростями, чем более близко расположенные.
Доказательства эти всех ошеломили. Получалось так, что мы находимся в какой-то особой точке мира, в его центре, и от нас налево, направо, вверх и вниз разбегаются все галактики.
— А как оказалось на самом деле?
— Данные об удаляющихся галактиках подтвердились, но то, что мы находимся в какой-то центральной точке, вокруг которой происходит этот процесс, — нет. Процесс расширения нашей Вселенной так устроен, что всем, из любой точки, кажется, будто другие галактики от них «убегают». В модели Вселенной Фридмана, кстати, это возникает вполне естественно.
— А почему же происходит расширение Вселенной?
— После того как ученые приняли (далеко не сразу) то, что она не стационарна, возникла гипотеза о Большом взрыве: если есть что-то разлетающееся во все стороны пространства, значит, откуда-то все это должно было когда-то вылететь с большим ускорением. И основу этой гипотезе, получается, тоже заложил наш Александр Фридман, с него все началось.
Впоследствии, с началом наблюдений за Вселенной при помощи радиотелескопов, теория о расширяющейся Вселенной подтвердилась на все сто процентов, мы впервые открыли очень далекие ее области.
Куда расширяется мир?
— Сколько лет Вселенной, известно?
— Примерно 14,8 миллиарда лет. Именно в такое прошлое может «дотягиваться» глаз наших радиотелескопов (точнее, они могут улавливать свет, идущий к нам такое количество лет). Таким образом, почти 15 миллиардов лет назад, по мнению ученых, началось расширение Вселенной, то есть, условно, произошел Большой взрыв. Хотя на самом деле никто не может точно сказать, что происходило во Вселенной на самых ранних стадиях эволюции.
— Какой могла быть плотность нашей Вселенной 15 миллиардов лет назад?
— Даже спустя 1–2 тысячи лет после Большого взрыва плотность ее материи должна была быть настолько большой, что это не укладывается ни в какие современные теории. Когда задумываешься над этим, понимаешь, что тут могут нарушаться все закономерности, которыми мы сейчас оперируем.
Отдельные древние объекты мы наблюдаем спустя первый миллион лет после Большого взрыва, а о более ранних свидетельствует некий микроволновый фон (фон коротковолнового, или реликтового, излучения).
— Слышала, что раньше существовало мнение о том, что Вселенная через какое-то время перестанет расширяться, и начнется ее схлопывание. Видели ли ученые к этому какие-то предпосылки?
— Теория такая была, но в 90-е годы XX века инструментальные наблюдения показали, что Вселенная не только не схлопывается, но расширяется с небольшим ускорением.
— То есть теоретически когда-то, может, через миллиарды лет, Вселенная еще может остановиться и начать сжиматься?
— Теоретически да. Пока нет ничего, что могло бы эту гипотезу опровергнуть или подтвердить.
— А что вы скажете на это: последние годы, как говорят многие астрономы, к нам приближается галактика Андромеды и через каких-нибудь пару миллиардов лет должна с нами столкнуться. Как это увязать с тем, что все разлетается вверх, вниз и в стороны?
— Тот факт, что Вселенная расширяется, не означает, то все ее галактики должны отдаляться от нас. У них есть случайные скорости, свои направления — так что случайные пересечения галактик в пространстве не противоречат общей теории расширения. В больших масштабах Вселенная только расширяется.
— То, что наша Вселенная не стационарна, мы поняли. А что насчет бесконечности и безграничности? Их как объясняют?
— Что касается этих характеристик — пока мы не доказали наличия границ и конечности пространства, мы не можем отвергать этих постулатов. Значит, измерения мы ведем в бесконечной, безграничной, не стационарной и не центричной Вселенной.
Черные дыры
— А вот что касается отдельно взятых галактик, они как раз центричны: в центре у многих из них имеется ядро, то есть сверхмассивная черная дыра. Что же это за загадочные объекты?
— Черная дыра по определению — это объект пространства с очень большой плотностью вещества. В черной дыре сосредоточена масса от нескольких миллионов до миллиарда звезд! Плотность ее такова, что она только притягивает к себе массивные объекты, ничего не выпуская из себя.
— Не похоже ли это на то самое нереальное сжатие материи, о котором вы говорили в связи с рассуждением о плотности материи Вселенной перед Большим взрывом?
— Похоже. Мало того, есть гипотеза у теоретиков, что черная дыра как накопитель плотности вещества с другой своей стороны является началом отсчета новой Вселенной, другого Большого взрыва, выпускающего на волю всю накопленную материю. Об этом говорит предположение о множественных вселенных, но оно пока ничем не подтверждается.
— Черная дыра — это сфера?
— Сфера.
— Как она образуется?
— При взрывах, подобных взрывам сверхновых звезд.
— А как погибают черные дыры?
— Об этом нет никаких данных. Никто в мире не наблюдал развала или исчезновения черной дыры.
— Можно предположить, что наша Вселенная 15 миллиардов лет назад была черной дырой?
— Теоретически предположить можно (улыбается).
Кто подает сигналы из глубин Вселенной?
— Теперь хотелось бы поговорить о радиоисточниках, которые передают нам на Землю периодические сигналы из Вселенной. Что это такое?
— Практически все они отождествляются с нейтронными звездами. Нейтронные звезды (или пульсары) — тоже результат гибели звезды, но если огромные звезды превращаются в черные дыры, то звезды меньшей массы — в нейтронные звезды. Масса такой нейтронной звезды может быть всего-навсего 1,4 массы нашего Солнца.
— И как же она посылает нам периодические сигналы?
— Это небесное тело диаметром около 10–15 километров вращается с огромной скоростью вокруг своей оси и излучает в направлении северного и южного магнитных полюсов. Периодичность определяется скоростью вращения звезды.
— Слышала, что когда в 1967 году англичане первыми зафиксировали такой периодический сигнал, они приняли его за сигнал инопланетного разума.
— Да, это так и было. На электромагнитные всплески, которые повторялись почти раз в секунду, обратила внимание аспирантка Кембриджского университета Джоселин Белл. Когда она сообщила об этом своему руководителю Энтони Хьюису, он ей сначала не поверил. Но когда проверили диаграммы сигнала в следующий раз, он повторился. Вот тогда они, по их собственным признаниям, и решили, что это могут быть сигналы только от «зеленых человечков». Но поскольку заявить сразу всему миру об этом они не решились, дальнейшие наблюдения были засекречены примерно на год. За этот год они стали обращать внимание, нет ли подобных сигналов от других источников, и обнаружили еще четыре пульсара в самых разных направлениях.
— Пульсары находятся в нашей галактике?
— В других тоже открывают, но очень редко. Приходящее от них излучение гораздо слабее, чем от более близких нейтронных звезд.
— Итак, в 1968 году весь мир узнал, что существуют объекты, которые «посылают» на Землю периодические сигналы. Все, наверное, сразу бросились проверять их?
— Конечно, в нашей обсерватории мы вскоре нашли тот самый первый пульсар. Потом были найдены другие.
— Сколько всего найдено таких пульсаров на сегодняшний день?
— Около трех тысяч, из них несколько десятков открыты в нашей, Пущинской обсерватории.
— Не так давно было сделано фото черной дыры в центре нашего Млечного Пути. А фото нейтронной звезды есть?
— Нет, пульсары не излучают в видимом диапазоне. Да и черная дыра не излучала бы, если бы у нее не было так называемого светящегося аккреционного диска, обрамляющего горизонт событий. Этот диск — свидетельство «пожирания» черной дырой какого-нибудь космического тела — звезды или планеты.
— Что такое квазары?
— Квазары — это самые яркие радиоисточники во Вселенной, галактики. Их яркость зависит от массы их ядер, то есть сверхмассивных активных черных дыр.
— Число открытий пульсаров и квазаров со временем растет?
— Да, их число только увеличивается.
— А за счет чего? Вселенная же расширяется, значит, по логике, мы должны видеть меньше объектов...
— По мере увеличения чувствительности инструментов. И потом Вселенная расширяется довольно медленно.
— Рустам Давудович, ваш коллега, экс-руководитель Астрокосмического центра ФИАН Николай Семенович Кардашов говорил о том, что в космосе вполне можно найти жизнь. Вы с ним согласны?
— Исходя из философских рассуждений, если мы являемся только частью большой Вселенной, не исключено, что жизнь, подобная нашей, есть еще где-нибудь.
Спроси GigaChat: Как образуется звездная пыль? Одним из главных источников служат взрывы сверхновых и умирающих звезд. Мощные ударные волны выбрасывают в пространство большое количество тяжелых элементов, которые конденсируются в мелкие твердые частицы. Из звездной пыли формируются новые небесные тела, в том числе планеты.