|
|
 Rewiever
Не промахнуться бы...Вторник, 28 Октября 2025 г. 12:15 (ссылка)
Взорвать море Дирака: как в России создают царь-лазер Один из флагманских проектов Национального центра физики и математики (НЦФМ) — Центр исследований экстремальных световых полей с первым в мире лазером экзаваттной мощности. Как будет устроен царь-лазер и какие возможности он откроет, объясняет научный руководитель НЦФМ академик Александр Сергеев. — В «Википедии» о вас пишут так: специалист в области лазерной физики, фемтосекундной оптики, физики плазмы и биофотоники. Как вы все успели? — Все эти направления объединяют фемтосекундные лазеры, то есть лазеры очень коротких световых импульсов. К таким установкам относится и строящийся XCELS (Exawatt Center for Extreme Light Studies, Центр исследований экстремальных световых полей. — «СР»). В 1980‑е годы, когда появились первые фемтосекундные лазеры, стало понятно, что они открывают массу возможностей. Возьмем информационные технологии. Чтобы в единицу времени передать большее количество информации с помощью лазерных импульсов, вы должны этот импульс сделать как можно более коротким. У короткого импульса спектр в частотном пространстве очень широкий, и это эффективно используется в современных информационных системах — можно посылать информацию на разных частотах. Фемтосекундные лазеры оказались интересными и для биофотоники, которая изучает, в частности, применение света для диагностики и лечения.  Все знают, как работает ультразвуковая диагностика: внутрь тела посылается ультразвуковой импульс, он отражается от разных неоднородностей, и аппарат по этому отражению строит картинку внутренних органов. Можно использовать не ультразвуковые импульсы, а оптические в ближнем инфракрасном диапазоне частот. Они проникают внутрь биоткани не так глубоко, всего на 1–2 мм. Но многие онкологические заболевания начинают развиваться как раз в так называемой базальной мембране — тонком слое из белков и полисахаридов, расположенном между эпителием и соединительной тканью. Если нужно маркировать границы опухоли, то оптический биоимиджинг, или, как его еще называют, оптическая когерентная томография, ОКТ, подходит очень хорошо. В офтальмологии ОКТ позволяет получить изображения внутренних структур глаза: сетчатки, зрительного нерва.С помощью мощного фемтосекундного лазера мы можем получить электрическое поле гигантской напряженности, способное мгновенно превратить материю в плазму. Так, начиная с 1990‑х годов он стал важнейшим инструментом в физике горячей лазерной плазмы. Фемтосекундная оптика играет ключевую роль в повышении пиковой мощности излучения лазеров. Если вы умеете компрессировать в фемтосекунды лазерное излучение, то при относительно небольших энергиях получаете очень высокие мощности. Первые лазеры обладали длительностью импульсов на уровне микросекунд. Когда мы перешли к фемтосекундному диапазону, то, соответственно, на восемь порядков увеличили мощность при той же самой энергии лазерного импульса. — Какие лазеры сейчас самые мощные в мире? — Мощности бывают разные. Есть пиковая, есть средняя. Пиковая мощность импульсных лазеров может быть на много порядков выше средней, так как энергия выдается короткими всплесками, а не равномерно. Средняя мощность набирается, когда таких всплесков много и они идут часто. Пока лазерщики работают над тем, чтобы при гигантской пиковой мощности научиться достаточно часто повторять такие импульсы. Самая сложная инженерная задача — обеспечить таким установкам теплоотвод. Помимо импульсных, есть лазеры непрерывного действия, и они тоже важны — например, для развития космической связи. С помощью лазерного излучения можно передать гораздо больше информации, чем с помощью радиочастотного, на котором работает ГЛОНАСС и другие системы связи и навигации. Поскольку излучение распространяется через ионосферу, там не нужны очень сильные поля, при данной средней мощности система должна обладать как можно меньшим уровнем пиковой. — Спрошу иначе: какие действующие импульсные лазеры самые крутые? — В США работает NIF, во Франции — LMJ, в России — УФЛ‑2М. Эти установки получили развитие после введения моратория на ядерные испытания. Тестировать оборонную продукцию стало нельзя, и физики предложили продолжать исследования взрывных процессов с помощью лазерного излучения. На мощных установках такого класса ведутся и гражданские исследования в области термоядерной энергетики: лазерный термоядерный синтез — потенциальная альтернатива магнитному удержанию плазмы. На NIF впервые продемонстрировали положительный термоядерный выход энергии. Сейчас отношение полученной термоядерной энергии к затраченной лазерной при термоядерном синтезе уже довели до четырех. — Почему XCELS круче? — Лазеры, о которых я говорил ранее, не фемтосекундного диапазона — они работают с импульсами длительностью порядка 10 наносекунд. Это на шесть порядков больше, чем 10 фемтосекунд, с которыми мы работаем в новом проекте. Пиковая мощность XCELS составит почти 1018 Вт. Мы получим установку для генерации сверхсильных оптических полей. Таких параметров мы планируем достичь, применив инновационную технику параметрического усиления чирпированных импульсов (см. справку. — «СР»). Вообще, за изобретение техники усиления чирпированных лазерных импульсов в 2018 году присудили Нобелевскую премию по физике. Примечательно, что один из лауреатов, французский ученый Жерар Муру, в 2010‑е годы часто бывал в России и вместе с нами начинал проектировать XCELS. — Какие возможности откроет XCELS перед учеными? — В ходе одного из первых экспериментов мы планируем на этой установке взорвать вакуум. Чтобы понять, как устроен объект, можно его сломать — типичный прием, так дети учатся жизни. Пока мы не сломали атом, мы не знали, что он состоит из электрона и из ядра. В соответствии с современными физическими теориями вакуум — это не пустота, а так называемое море Дирака, заполненное виртуальными частицами и античастицами. В сильных полях мы можем переводить частицы из виртуального состояния в реальное. И получим новые, уникальные данные об устройстве материи, о том, как появилась Вселенная. — На какой стадии проект сейчас? — Идет изготовление оборудования, часть уже поставлена на площадку НЦФМ и тестируется. К 2030 году мы должны построить два канала суммарной мощностью 100 петаватт и отработать критические компоненты. А дальше будем постепенно вводить остальные 10 каналов и доводить пиковую мощность до экзаваттного уровня. Дело это недешевое, но, по крайней мере, финансирование, которое нужно, чтобы завершить проект, планируется в бюджете страны. Поэтому настроение у нас хорошее. Справка В чирпированном импульсе (от англ. chirp — «чириканье, щебетание птиц») частота излучения плавно изменяется по его длине, то есть со временем. В ультракоротких лазерных импульсах при растягивании импульса перед усилением его различные частотные компоненты (длинные и короткие волны) разделяются и движутся с разной скоростью, что приводит к изменению частоты во времени. Эта техника называется усилением чирпированных импульсов и используется для усиления сверхкоротких лазерных импульсов до очень высоких уровней мощности, не повреждая при этом оптические элементы. СКОРОСТЬ И МОЩНОСТЬ: 1 фемтосекунда — 10−15 с; 1 петаватт — 1015 Вт; 1 экзаватт — 1018 Вт.
Rewiever
Новый научный центр, новые установкиЧетверг, 07 Августа 2025 г. 23:00 (ссылка)
Кузница научно-технологического суверенитета О научном лидерстве и технологическом суверенитете России трудно было бы говорить без создания в стране новейшей исследовательской инфраструктуры мирового уровня. Крупнейший проект в этом направлении — Национальный центр физики и математики (НЦФМ), который строится по президентскому указу в Сарове. Почти 80 лет назад здесь начинался советский атомный проект, результаты которого во многом определили современный мировой уклад. Теперь же тут ведется работа, которая, как ожидается, откроет новую главу в истории: например, речь может идти о получении принципиально новых источников энергии. А попутно страна получит передовую научно-исследовательскую инфраструктуру и отлаженный механизм трансфера фундаментальных знаний в реальный сектор.  (...) Флагманами НЦФМ станут три научно-исследовательские установки класса «мегасайенс». Этим термином в нацпроекте «Наука» обозначаются проекты, которые позволят выйти за рамки существующих фундаментальных знаний и откроют новые возможности в развитии технологий — словом, превзойдут что-либо уже созданное. Запустить мегапроекты планируют после 2030 года, сейчас для них готовится база: собираются отдельные узлы и компоненты, прорабатываются программы экспериментов. Одна из таких установок — многофункциональный ускорительный комплекс с источником комптоновского излучения. Его задача — революционизировать представления о нуклонной и кварковой материи. «С помощью нового ускорителя, аналогов которому нет ни у кого в мире, мы сможем в том числе осуществлять с ранее недостижимой точностью сканирование энергетического и даже пространственного распределения нуклонов (протонов и нейтронов) в ядре. Очень важно, что разрабатываемая установка позволит нам работать с самыми различными ядрами в очень широком диапазоне»,— рассказал «Ъ-Науке» научный руководитель НЦФМ академик Александр Сергеев. Второй мегапроект — Центр исследования экстремальных световых полей с лазером эксаваттной (1018 Вт) мощности. Это на три порядка мощнее уровня, который реализован на практике сегодня: мощнейшие в мире лазеры — петаваттные (1015 Вт). Небывалая мощность понадобилась российским ученым в том числе, чтобы «вскипятить» вакуум. «Как известно из фундаментальной физики, на самом деле вакуум вовсе не пуст, а образован беспрерывно рождающимися и мгновенно аннигилирующими виртуальными парами “частица—античастица”. Ожидается, что эксаваттного излучения будет достаточно, чтобы разорвать взаимодействие в этих парах и добиться рождения из них реальных частиц — электронов и позитронов. Это и будет так называемое вскипание вакуума»,— поясняет заместитель научного руководителя и главный ученый секретарь НЦФМ академик Дмитрий Бисикало. Какую практическую пользу сулят исследования нуклонной материи и «кипячение» вакуума? И то и другое станет следующим шагом в истории атомной науки после искусственного расщепления ядра. Оно, как известно, впервые было осуществлено в 1938-м, а уже в ближайшие два десятилетия человечество получило ядерное оружие (спустя семь лет, в 1945-м) и атомную энергетику (через 16 лет, в 1954-м) — две технологии, которые, без всякого преувеличения, во многом определяют облик современности. Третьей установкой «мегасайенс» станет фотонная вычислительная машина — принципиально новый класс компьютеров с производительностью до 1022 операций в секунду. Для сравнения, мощнейший действующий суперкомпьютер — экзафлопсный El Capitan от Ливерморской национальной лаборатории (штат Калифорния, США) — может выполнять лишь 1,7*1018 операций в секунду (то есть на четыре порядка медленнее). «Сегодня мы почти достигли технологического предела производительности традиционных микрочипов: знаменитый закон Мура про регулярное удвоение производительности ЭВМ за счет “утоньшения” аппаратной базы больше не работает. Главное преимущество фотонной вычислительной машины в том, что она основана на принципиально ином подходе: в ней используются не электроны, как в классических компьютерах, а фотоны. Это избавляет от целого ряда недостатков электронных машин. Кроме привязанности к полупроводниковой архитектуре чипов это, например, огромное энергопотребление»,— рассказывает академик Бисикало. Впрочем, световой вычислитель станет не заменой, а дополнением классических ЭВМ: он эффективен лишь для определенного типа задач. Правда, задачи эти сегодня — одни из самых востребованных. «Фотонный процессор ни в коем случае не универсален. Однако используя его в качестве сопроцессора с обычным суперкомпьютером, мы получаем огромное преимущество в производительности при решении некоторых классов задач. Пример — перемножение матриц, то есть операция, которая сегодня широко используется при обучении нейронных сетей»,— поясняет академик Сергеев. В числе первых задач, которые исследователи возложат на фотонный компьютер, будет моделирование экспериментов для двух других мегаустановок НЦФМ. Каждый пуск передового ускорителя частиц или сверхмощного лазера — это сложная и недешевая операция (считаные секунды работы такой аппаратуры обходятся в миллионы рублей), поэтому ученым критически важно прогнозировать ход событий и результат. Прототип компактного аналогового фотонного вычислительного устройства уже создан. Это стало одним из первых результатов научной программы НЦФМ. «Полученное устройство обрабатывает потоковую видеоинформацию в реальном времени с рекордной производительностью до 1016 операций в секунду, что соответствует лучшим мировым образцам суперЭВМ»,— подчеркивает академик Бисикало. (...) Представляется, что на фоне происходящего бурления мозгов в Сарове проект "СИЛА" Курчатовского института отходит всё дальше в область мечтаний - где, собственно, он и возник года 4 тому назад...
Rewiever
Памяти Валерия РубаковаЧетверг, 27 Февраля 2025 г. 22:45 (ссылка)
17-21 февраля в Москве проходила сессия-конференция "Физика фундаментальных взаимодействий", посвященная 70-летию со дня рождения академика РАН Валерия Анатольевича Рубакова (16.02.1950 - 22.10.2022). Мероприятие организовано Российской академией наук, НИЯУ "МИФИ", ИЯИ РАН при поддержке МГУ имени М.В.Ломоносова и ОИЯИ (около 70 участников конференции).  С приветственным словом от лица организационного комитета к участникам обратился руководитель секции ядерной физики ОФН РАН, научный руководитель ОИЯИ академик Виктор Матвеев. Он пожелал им успешной и плодотворной работы, а также напомнил о том, каким человеком был Валерий Рубаков: "Предельно честный и принципиальный, он проявлял себя как борец за честную науку. Валерий Анатольевич демонстрировал собой яркий пример преданности научному знанию и стремления к познанию мира. Его жизнь и работа вдохновляли всех нас, кто стремится к новым открытиям и служению высоким идеалам в интересах всего человечества".Открывал научную программу сессии доклад научного руководителя Национального центра физики и математики (НЦФМ), академика Александра Сергеева на тему физики экстремальных световых полей. В рамках пленарного заседания первого дня конференции с докладами выступили три сотрудника Объединенного института ядерных исследований. О статусе мегасайенс-проекта NICA и планах по будущему запуску ключевых элементов ускорительного комплекса рассказал и.о. директора Лаборатории физики высоких энергий Андрей Бутенко. Экспериментальную программу NICA участникам представил главный научный сотрудник ЛФВЭ Виктор Рябов. Доклад начальника сектора физики адронной материи ЛТФ Виктора Брагуты был посвящен рассмотрению современных знаний о свойствах КХД при конечной барионной плотности. Научная программа мероприятия включала 21 пленарный и 308 секционных докладов по основным теоретическим и экспериментальным аспектам физики фундаментальных взаимодействий: астрофизика частиц и космические лучи, гравитация и космология, детекторы, методика эксперимента и ядерно-физические методы, физика за пределами Стандартной модели, физика и техника ускорителей, физика нейтрино, физика фундаментальных взаимодействий, фундаментальная ядерная физика. Избранные доклады и сообщения, содержащие новые неопубликованные результаты, по рекомендации оргкомитета будут опубликованы в журнале "Ядерная физика".
Rewiever
Вручены премиии OGANESSON за 2024 годВоскресенье, 16 Февраля 2025 г. 21:45 (ссылка)
Вручение премий OGANESSON 2024 за значимые достижения в области физики, химии, биологии, а также за популяризацию науки прошло 14 февраля в зале Микеланджело московского Пушкинского музея.  Председатель комитета премии академик Александр Михайлович Сергеев и директор ОИЯИ академик Григорий Владимирович Трубников поздравили лауреатов и отметили вклад каждого из них в российскую и мировую науку. «Я рад приветствовать всех участников церемонии, гостей сегодняшнего события, членов жюри премии и, особым образом, Юрия Цолаковича Оганесяна. Я бы хотел начать свое приветственное слово с благодарностей, и первая из них — Богу, за то, что Юрий Цолакович с нами и продолжает эту прекрасную традицию», — открыл церемонию награждения директор Объединенного института ядерных исследований академик Григорий Владимирович Трубников.  В 2022 г. академик Юрий Цолакович Оганесян стал лауреатом Научной премии Сбера за основополагающие работы по синтезу сверхтяжелых элементов. Свое вознаграждение в размере 20 млн рублей академик решил направить на поддержку талантливых ученых и популяризаторов науки, включая молодежь. С этой целью в апреле 2023 г. он объявил об учреждении Премии OGANESSON, которая будет вручаться в Пушкинском музее. «Большие имена, большие люди, и очень важно, что, по мере вручения премии OGANESSON, будет расти наше сообщество, с которым будет радостно встречаться и общаться. Оно будет расти благодаря ученым, деятелям науки и культуры, и я вижу у этой премии большое будущее через то содружество лауреатов, которое сформируется в блестящее соцветие нашей российской и мировой науки», — произнес приветственное слово председатель комитета премии, научный руководитель Национального центра физики и математики академик Александр Михайлович Сергеев. Премия OGANESSON присуждается ежегодно за значимые достижения в теоретических и экспериментальных исследованиях в области физики, химии, биологии и прикладных задач, а также за творческую деятельность в области образования и популяризацию науки. В конкурсе на соискание премии могут участвовать отдельные научные, инженерные и технические специалисты или авторские коллективы (не более трех человек), чей вклад стал определяющим в решении научных задач и создании популяризаторских проектов. .  Лауреатами премии OGANESSON 2024 стали: • Алия Кенжегалиевна Нурмуханбетова, кандидат физико-математических наук, заведующий лабораторией Research and Innovation System (NURIS), Назарбаев Университет (Республика Казахстан). За разработку и внедрение новой программы для исследования легких ядер на ускорителе тяжелых ионов ДЦ-60. • Галина Николаевна Княжева, кандидат физико-математических наук старший научный сотрудник Лаборатории ядерных реакций ОИЯИ. За пионерские исследования в области наблюдения и изучения процесса квазиделения тяжелых ядер. • Татьяна Владимировна Черниговская, директор Института когнитивных исследований СПбГУ, заслуженный работник высшей школы и заслуженный деятель науки Российской Федерации. За выдающийся вклад в популяризацию научных знаний и развитие междисциплинарных исследований на стыке нейробиологии, лингвистики и психологии. • Юрий Александрович Золотов, академик РАН, главный научный сотрудник кафедры аналитической химии Московского государственного университета, главный научный сотрудник Института общей и неорганической химии. За выдающиеся достижения в области аналитической химии и большой личный вклад в обучение молодых ученых, специалистов и высококвалифицированных кадров. • Зеблон Зензеле Вилакази, вице-канцлер и ректор Университета Витватерсранда (Южно-Африканская Республика). За значительный вклад в развитие научного сотрудничества между Южной Африкой и ОИЯИ в области ядерных реакций, ускорительных технологий и релятивистской ядерной физики. «Наука и искусство — это творчество, которое склоняется на многие лады. Юрий Александрович Золотов для меня великий химик, и добавить к этому что-то еще я просто не могу. Татьяна Владимировна — это огненная женщина, которая также не требует каких-то украшений. Наш коллега Зеблон Вилакази из замечательной страны, где сходятся два океана, с замечательными людьми и такой же лабораторией, где делаются прекрасные эксперименты. А наши молодые — одна занимается самыми легкими элементами и легкими ядрами, вторая наоборот, самыми тяжелыми. Обе в высшей степени оригинальны в своих подходах и ставят прекрасные эксперименты», — сказал в заключительном слове основатель премии академик Юрий Цолакович Оганесян. Примечание: это уже второе вручение Премий Oganesson. О предыдущем награждении за 2023-й год см. Здесь
Rewiever
На Совете по науке-2018 хорошо поговорилиПятница, 09 Февраля 2018 г. 22:06 (ссылка)
In Protvino veritas Как и где Владимиру Путину может в руки вдруг упасть национальная идея  8 февраля, в День российской науки, Владимир Путин приехал в новосибирский Академгородок, где встретился с учениками амбициозной школы, а потом увиделся с новосибирскими учеными, которым пообещал синхрофазотрон, который они решили строить устаревшим, чтоб не так долго и дорого. Впрочем, специальный корреспондент “Ъ” Андрей Колесников (см. - г.д.) был воодушевлен состоявшимся затем президентским Советом по науке и особенно речью президента Курчатовского института Михаила Ковальчука.(...) ... И это была его, на мой взгляд, лучшая речь за все последние годы. Бессмысленно пересказывать её, проще поверить на слово (в том числе и ему). Михаил Ковальчук говорил о будущем науки в связи с её настоящим и прошлым, и вдруг уже в самом конце перешел к частностям.  И рассказал, что в России уже сейчас есть центры синхротронного излучения, и безжалостно перечислил их. И вдруг, я не поверил своим ушам, заговорил о том, что вот в Протвино есть же 20- километровый тоннель, к которому даже ток подведен с одной из АЭС, и есть «всё, чтобы за пять- семь лет построить уникальную, лучшую в мире установку!» и что Курчатовский институт, чьим подразделением является протвинский Институт физики высоких энергий, уже начал это делать, но тут есть смысл понять, что это — масштабный национальный проект (то есть требует по крайней мере тех денег (40 миллиардов рублей), о которых уже распорядился Владимир Путин новосибирскому Академгородку). При этом Михаил Ковальчук ничего не сказал о проекте самого новосибирского Академгородка. Конечно, он не мог не понимать, что делать установку прошлого за огромные деньги для того, чтобы на ней могли потренироваться региональные ученые, вместо того чтобы одним усилием совершить настоящий гигантский прорыв,— бессмысленно.Владимир Путин внимательно посмотрел на Михаила Ковальчука. Он не мог не верить ему. Но и Новосибирску уже пообещал. По-моему, ученые в очередной раз запутали Владимира Путина. И продолжали запутывать. Тут ведь снова выступил президент РАН Александр Сергеев. У него в распоряжении было еще несколько мегапроектов. — Международным,— Александр Сергеев еще сидел, но мне уже казалось, что стоит в полный рост,— можно было бы сделать проект археологии Крыма!.. Там такие же богатства, как в Израиле и Палестине!.. Он говорил, что это же верный путь к привлечению иностранцев на полуостров, да и вообще, в конце концов, к снятию всяческих барьеров: — Тонеллирование под барьерами — есть такое понятие в физике! Вот оно когда наконец пригодилось практикам. И он уже рассказывал про еще один мегапроект — об освоении глубоководных ресурсов дальневосточных морей… И не было удержу, и не было тормозов… И казалось, были деньги, много денег, море денег, а скорее всего, океан, по крайней мере Тихий, со всеми его дальневосточными запасами и на все, на все должно было хватить, на любую, самую безбрежную идею… Ученых, такое впечатление, охватила лихорадка: они понимали, а скорее чувствовали — сегодня или никогда (не раньше, чем через шесть лет)… Их собственные перспективы полностью захватили, а вернее, поглотили их в этой пучине.  — К нам,— как заклинание говорил Александр Сергеев,— тянутся коллеги из Узбекистана! Этим надо дорожить! Это еще один проект! Ведь мы можем расширить свое влияние там за наш счет!.. Заседание было посвящено глобальной конкуренции, и сидящим за этим столом, наверное, казалось, что именно сейчас они являются полноценными участниками этой мировой конкуренции и к концу заседания обязательно. /бывший президент РАН Владимир Фортов/ И Максим Никитин, а всех лауреатов Владимир Путин пригласил сюда, уже говорил, что стоит снять таможенные ограничения — «и по капитализации побьем WhatsApp!!» Господи, как им было сейчас хорошо. А я думал про небольшой академгородок Протвино, под которым на глубине с конца советских времен покоится величественное кольцо 20-километрового тоннеля... И национальная идея, пока зарытая в землю, но просящаяся и даже падающая в руки, найдет своего героя, если даже он не поймет, что надо найти её. Но для этого, кажется, Владимиру Путину придется сначала приехать в город Протвино перед президентскими выборами. Андрей Колесников, новосибирский Академгородок , см. «Коммерсантъ» - 08.02.2018
|
|
|
LiveInternet.Ru |
Ссылки: на главную|почта|знакомства|одноклассники|фото|открытки|тесты|чат О проекте: помощь|контакты|разместить рекламу|версия для pda |