Записи с меткой xfel

(и еще 14 записям на сайте сопоставлена такая метка)

Другие метки пользователя ↓

lhc xfel «большой серпухов» «мк» «ускоритель» а.баженов а.бугорский а.ваганов а.воробьёв а.голубев а.зайцев а.колесников а.колотовкин а.логунов а.рохман б.арбузов большой серпухов в.балакин в.борисов в.дмитровский в.каминский в.петров в.путин в.романенко в.рыбальченко вакцинация г. дерновой г.дерновой г.мущак г.рыбаков г.трубников гнтс д.медведев е.клименко е.куракина е.мочалова запорожская аэс и.вишняков и.курчатов ифвэ ияф со ран коронавирус л.разумова л.соловьёв л.ширшов лесной бульвар м.ковальчук м.мишустин м.шишков н.бочко н.веденеева н.тюрин ниц «ки» ниц «курчатовский институт» нтс ифвэ о.ломакин объединение наукоградов оияи пандемия проект «сила» протвино пущино р.фурцев росатом с.вольховский с.герштейн с.денисов с.иванов с.поярков с.рогозина с.токарев серпухов спецоперация стандартная модель статус наукограда т.пичугина у.кремлёв унк футбол в катаре церн цкп «скиф» чернобыль ю.ильин ю.прокошкин ю.романенко

Комментарии (0)

ОИЯИ в мегасайнс-проектах: страны, дела, люди

Дневник

Пятница, 03 Ноября 2023 г. 21:12 + в цитатник

Где работают над «созданием Вселенной» в лабораторных условиях

До введения санкций Россия как хозяйка или как партнер участвовала в ряде мегасайнс-проектов — это научные проекты, в которых участвуют несколько или множество стран, поскольку одному государству они не под силу. Такие проекты сопровождают сотни и даже тысячи ученых. В ряде из них наша страна участвует и сейчас, в других Россию «попросили на выход». Причем такие решения принимаются не зарубежными учеными, а правительствами их стран.

По состоянию на осень 2023 года продолжается сотрудничество с Большим адронным коллайдером /LHC/ на границе Франции и Швейцарии. Однако дальнейшие отношения с РФ — тема переговоров: существует риск того, что с января 2025 года российскую долю в проекте не продлят.

На территории Германии работает крупнейший европейский рентгеновский лазер /XFEL, см. https://www.liveinternet.ru/users/rewiever/post499292071/. Россия вложила в этот проект 27% его стоимости, Германия приняла решение заморозить сотрудничество. Судьба вложенных Москвой денег пока под вопросом.

Еще один проект России и Германии, один из самых затратных, — телескоп «Спектр-РГ». Он был запущен в 2019 году. В марте 2022-го Германия свои приборы отключила.

На Байкале работает подводный нейтринный телескоп — уловитель нейтрино, летящих из космоса. В проекте участвовали научные центры и институты из России, Германии, Чехии, Словакии. Таких гигантских подводных телескопов в мире всего три — байкальский, американский Ice Cube в Антарктиде и европейский в Средиземном море. В этом проекте для исследователей главное — сохранить обмен данными между тремя мировыми точками фиксации залетевших на землю нейтрино.

А в подмосковной Дубне достраивают российский коллайдер NICA. Над проектом ОИЯИ непосредственно в Дубне работали участники и партнеры из более чем 20 стран. В 2022 году Украина, Чехия и Польша вышли или заморозили своё участие в проекте коллайдера. Зато присоединились или заявили о желании это сделать новые участники: Египет, Сербия, Мексика, Китай…

Подмосковный коллайдер готовят к запуску

Несмотря на все эти процессы, коллайдер скоро будет запущен, обещает директор ОИЯИ академик РАН Григорий Трубников — гость НТВ-проекта «Инфощит». Запуск коллайдера и первые столкновения тяжелых ядер в Дубне запланированы на конец 2024 года.

Григорий Трубников: «Успели что-то привезти (до санкций), не успели, будет сейчас сложно, не будет, — вопрос не стоит, проект мы практически запустили. Мы точно прошли точку невозврата. И даже те системы, которые зависли у зарубежных поставщиков в силу санкционных ограничений, — мы большинство из этих технологий сделаем в России и в (дружественных) странах. Нет абсолютно никаких сомнений, что все эти устройства будут созданы или воссозданы, что всё это заработает, потому что этапы прототипирования, моделирования, испытаний мы прошли».

Эксперимент, который планируется на коллайдере NICA, нужен для изучения фазовых переходов в ядерной материи — той самой, из которой состоит окружающий нас мир и мы сами. На коллайдере в Дубне воссоздадут условия, которые были в нашей Вселенной через 10 микросекунд после Большого взрыва, когда 14 миллиардов лет назад началось расширение Вселенной. Помимо научного смысла (изучения фундаментальных свойств материи и взаимодействия частиц), у эксперимента есть и прикладной.

Ученый объяснил возможное практическое применение новых научных знаний, которые будут получены после запуска коллайдера.

«Если мы у себя здесь приблизим два нейтрона настолько близко друг у другу, что электроны на оболочках не будут мешать им, то, может быть, мы поймем некоторые вещи в природе нейтронных звезд. Чем нейтронная звезда интересна, помимо того, что она — объект дикой плотности? Это тело всего 10 километров в поперечнике с массой больше, чем масса Солнечной системы. Это тело излучает огромное количество энергии. То есть потенциально можно говорить о том, что если понимать природу нейтронной звезды и пробовать создавать плотную нейтронную материю, то, может быть, можно говорить о новом источнике энергии. Скажем, лет через 100, 200, 300, когда будут технологии для этого доступны, может быть, это станет реальностью».

А могут ли использовать такую технологию для производства принципиально нового оружия? Ученый считает, что исключать этого нельзя. «Любой исход возможен», — констатирует он.

«Цель вот таких экспериментов на таких проектах — узнать, глубже понять фундаментальные законы строения материи. Это самое главное. Что потом с ними дальше делать, обязательно кто-то придумает. Даже не сомневайтесь. Может быть, в мирном, а может, не совсем в мирном русле».

Ученый также успокоил тех, кто опасается, что в результате подобных экспериментов может возникнуть «черная дыра, которая всех нас засосет». Это невозможно по той причине, что эксперимент проводится в земных условиях.

«Тут (на Земле) нет гигантских искусственных плотностей, которые есть, например, в нейтронной звезде, где, если взять полулитровую бутылку и наполнить ее веществом из нейтронной звезды, она будет весить 350 миллиардов тонн. Это гораздо больше, чем наша Земля и много таких подобных планет. Таких условий у нас здесь в принципе создать невозможно».

Еще одной темой беседы стали отношения российских ученых с зарубежными коллегами, в том числе из покидающих совместные проекты стран.

Григорий Трубников: «Человеческие контакты, я называю это цеховая солидарность, остались. И я теми, с кем у меня совместные публикации, что в Германии, что в Штатах, что в других странах, спокойно общаюсь. Но они общаются, к сожалению, очень как бы сдержанно и ограничено, и не с корпоративных адресов, а с личных.

Это очень важно, что остались человеческие отношения, потому что они в конечном итоге научат политиков правильной жизни и правильной модели поведения. Это даже не мода и не тренд, это пена в политике. Поэтому я, например, стараюсь не употреблять термин „недружественные страны“. Мне больше нравится говорить „недружественные правительства“ или „недружественный режим“».

По публикации на сайте NTV

Серия сообщений "Наука /продолжение -3/":
Часть 1 - XFEL поможет видеть атомарные процессы
Часть 2 - По гамбургскому счёту. Как создавался XFEL
...
Часть 33 - Учёный совет ОИЯИ: открыто, доходчиво, гласно
Часть 34 - Хотите - верьте. Ковальчук заявил о прорыве
Часть 35 - ОИЯИ в мегасайнс-проектах: страны, дела, люди
Часть 36 - Подмосковье и НИЦ «КИ» договорились. О чём?
Часть 37 - Физика «дружественная» и не очень
...
Часть 48 - «СКИФ» строится, пора готовить исследователей
Часть 49 - Механизм земной жизни - математически
Часть 50 - О проекте коллайдера «Супер С-тау фабрика»

Комментарии (0)

XFEL поможет видеть атомарные процессы

Дневник

Суббота, 02 Сентября 2017 г. 23:06 + в цитатник

Самый мощный в мире рентгеновский лазер запущен при участии России

Физики, химики и биологи ждали этого дня 15 лет - 1 сентября в пригороде Гамбурга запущен рентгеновский лазер на свободных электронах XFEL (X-ray Free-Electron Laser). Это событие и научное, и политическое. Научное, потому что XFEL открывает возможность исследований в ранее недоступных масштабах - на уровне отдельных атомов. Политическое, потому что в сложный для взаимоотношений России и Евросоюза период Россия стала вторым по объему взноса участником проекта.

/Примечание публикатора: Кстати, российскую делегацию, по данным СМИ, на церемонии пуска в эксплуатацию международного проекта возглавлял помощник президента РФ Алексей Фурсенко, НИЦ "Курчатовский институт" представляли президент Михаил Ковальчук и директор Центра Виктор Ильгисонис/.

XFEL - самый большой рентгеновский лазер в мире. Он будет генерировать до 27 тыс. импульсов в секунду - в 200 раз больше, чем другие рентгеновские лазеры. Такие сверхкороткие - менее 100 фемтосекунд (фемтосекунда- одна квадриллионнная доля секунды) - импульсы излучения с длиной волны от 0,05 до 40 нанометров позволят различать отдельные атомы и даже их внутренние структуры и видеть сверхкраткие события, ранее недоступные физическим приборам.

Чтобы получить такую частоту мощных импульсов, электроны необходимо разогнать до скорости, близкой к скорости света. Для этого был построен линейный сверхпроводящий ускоритель длиной 1,7 км, где температура кабелей поддерживается на уровне минус 271 градус по Цельсию. После разгона частицы попадают в ондуляторы, последовательность магнитов с переменной полярностью. Под действием магнитных полей электроны двигаются по синусоидальным траекториям и излучают в жестком рентгеновском диапазоне с очень высокой интенсивностью. Мощные и крайне короткие импульсы позволят зафиксировать так называемое атомарное кино, необходимое для понимания химических реакций.

На площадке XFEL предполагается проводить три типа экспериментов: во-первых, в области структурной биологии, во-вторых, в сфере материаловедения и кинетики химических реакций, и в-третьих — исследовать поведение вещества в экстремальных условиях.

Высокая разрешающая способность лазера позволяет ожидать прорыва в изучении белковых структур и в области фармакологии. Спецпредставитель НИЦ «Курчатовский институт» в европейских исследовательских организациях Михаил Рычев объясняет: «Сейчас, чтобы получить 3D-изображение белка, его нужно кристаллизовать, но далеко не все белки кристаллизуются. Благодаря высокой мощности импульса мы сможем получить 3D-изображение даже от одиночной молекулы белка. Под действием лазерного импульса молекула разваливается, но это происходит примерно за 100 фемтосекунд, а у нас импульс 10 фемтосекунд, поэтому мы успеем увидеть образ в дифракционной картине до того, как белок разлетится».

Такие трехмерные изображения белка необходимы, в частности, для разработки эффективных фармпрепаратов, исследования структур вирусов. Чтобы разработать новое лекарство, нужно понимать, например, как выглядит вирус гриппа типа А. И увидеть его трехмерную картинку - это конкретная задача от «бигфармы» (Big Farma, профессиональное наименование 50 крупнейших фармацевтических компаний), которая уже ждет этих результатов.

XFEL также впервые позволит ученым увидеть ход химических реакций в реальном времени, снимать «кино», в котором можно будет увидеть, как молекулы перестраиваются, реагируют друг с другом - эти процессы протекают как раз за время порядка фемтосекунд. «Кинетика химических реакций интересна ученым, которые разрабатывают новые катализаторы, новые материалы, занимаются нанотехнологиями»,- говорит об этом направлении М.Рычев.

Третье направление - это изучение поведения вещества в экстремальных условиях: «При помощи лазера можно моделировать экстремальные условия, похожие на те, что существуют в недрах звезд или были во время Большого взрыва, а другие лазеры, которые смонтированы здесь же, на площадке XFEL, будут исследовать состояние вещества».

По словам М.Рычева, первые два направления - это прикладная наука, и именно в возможности проводить прикладные исследования заключается важнейшее отличие XFEL от других мегапроектов, например, Большого адронного коллайдера.

Первые эксперименты на XFEL начнутся уже в сентябре. Всего к началу 2017 года заявки подали более 60 научных коллективов. Уже отобраны 14 групп исследователей, которые с 10 сентября начнут работу на двух первых экспериментальных установках. Отбор прошли, во-первых, не слишком сложные проекты (поскольку эксперименты только начинаются) и, во-вторых, проекты схожей тематики, это в основном структурная биология и новые материалы.

Российская четверть

Запуск XFEL оказался и важным политическим событием - это случай, когда Россия стала полноправным участником крупного европейского научного проекта.

В ценах 2005 года установка стоила €1,22 млрд, 57% суммы внесла Германия, около 26% - Россия. Остальное поделено между еще десятью странами - участниками проекта (это Дания, Франция, Венгрия, Италия, Польша, Словакия, Испания, Швеция, Швейцария, кроме того, в процессе присоединения к проекту находится Великобритания).

Окончательный объем вклада России в проект станет понятен в этом году, когда будет перечислен последний платеж, но уже можно сказать, что он составит около €400 млн в текущих ценах (или около €306 млн в ценах 2005 года).

Россия участвовала в проекте не только деньгами, российские ученые и институты занимались разработкой проекта, созданием отдельных элементов лазера. «Например, Институт ядерных исследований в Троицке сделал инжектор для ускорителя, который по своим параметрам превзошел начальные плановые показатели»,— говорит М.Рычев.

В результате российские ученые стали полноправными участниками экспериментов на европейском лазере. Координатором российской научной программы является Курчатовский институт.

Опубликовано: Наталия Ферапонтова, "Коммерсантъ Наука" №6 от 05.09.2017, см. здесь

Серия сообщений "Наука /продолжение -3/":
Часть 1 - XFEL поможет видеть атомарные процессы
Часть 2 - По гамбургскому счёту. Как создавался XFEL
Часть 3 - Полку токамаков прибыло. В Казахстане - КТМ
...
Часть 48 - «СКИФ» строится, пора готовить исследователей
Часть 49 - Механизм земной жизни - математически
Часть 50 - О проекте коллайдера «Супер С-тау фабрика»

Метки: XFEL НИЦ «КИ» М.Рычев М.Ковальчук Н.Ферапонтова «Коммерсантъ Наука» рентгеновский лазер Big Farma Г.Дерновой

Комментарии (0)

По гамбургскому счёту. Как создавался XFEL

Дневник

Суббота, 05 Мая 2018 г. 23:21 + в цитатник

«XFEL и "нобель": ждет ли российскую физику мировой триумф»

Успешное строительство (самого мощного в мире) рентгеновского лазера на свободных электронах XFEL в Германии вызвало интерес во всем мире. Мало кто знает, что у этого проекта российские корни.

XFEL сможет фотографировать структуры размером меньше нанометра и тем самым решать множество практических задач для биологии, химии, медицины, материаловедения. Лидер создания этой установки - Евгений Салдин, ныне сотрудник центра DESY (Германия) - рассказал корреспонденту РИА Новости о принципах её работы и открывающихся научных перспективах.

Рентгеновское излучение используют для исследования структуры молекул уже почти сто лет. Тому способствует малая длина волны этой части электромагнитного спектра, порядка одного ангстрема (одна десятая нанометра). Фотоны просто рассеиваются на кристаллической решетке и создают на детекторе дифракционную картину, по которой с помощью программного обеспечения восстанавливают трехмерную структуру молекулы. Еще в середине XX века рентген помог понять, как устроена ДНК.

Раньше ученые использовали рентгеновские трубки, теперь к их услугам источники рентгеновского излучения большой яркости, которое образуется в кольцевых ускорителях электронов синхротронах. Поэтому и излучение называют синхротронным.

Сгусток электронов в кольце разгоняется до околосветовых скоростей, испуская фотоны с разной длиной волны вплоть до рентгеновского диапазона. Его отводят в каналы, где облучают образцы, а детекторы излучения фиксируют данные об атомном строении молекул. За сеанс можно проводить десятки различных опытов.

Если на пути электронного сгустка, который крутится в кольце, установить ряд сильных магнитов (ондуляторов), превращающих траекторию в синусоиду, то качество сопутствующего излучения можно многократно повысить.

Мощный линейный ускоритель вместо синхротрона позволяет сформировать сгусток электронов очень высокой плотности и отличного качества. В длинном прямолинейном ондуляторе его излучение воздействует на электроны, усиливается и поступает очень короткими импульсами, превращаясь, по сути, в лазер огромной интенсивности. Теоретически всю его энергию можно сосредоточить в пятне диаметром порядка длины волны - одна десятая нанометра. Это и есть принцип XFEL. А явление самоусиливающейся спонтанной эмиссии, лежащее в его основе, открыли в 1980-м советские физики из Новосибирска Анатолий Кондратенко, Ярослав Дербенев и Евгений Салдин.

Фантастическая идея, опередившая время

Евгений Салдин окончил физико-математическую школу при Новосибирском государственном университете, а затем и физфак. Поступил стажером в ускорительную лабораторию Института ядерной физики в Академгородке.

"Было огромное желание заниматься наукой, но осуществилось оно только в 1977 году, когда я начал работать вместе Ярославом Сергеевичем Дербеневым и Анатолием Михайловичем Кондратенко, которых считаю своими учителями", - рассказывает Евгений Салдин (правда, им не удалось работать дальше по этой тематике).

В том году в Стэнфорде заработал первый лазер на свободных электронах (free electron laser, или FEL) с длиной волны в три микрона, и новосибирские ученые подключились к этому направлению. Но если большинство физиков по всему миру работали в оптическом диапазоне, стараясь максимально усилить яркость пучка, то Салдин с коллегами задумали создать FEL гораздо более мощный, сосредоточились на рентгеновском диапазоне.

"В то время наша работа выглядела как научная фантастика. Рецензент из журнала Nuclear Instrument and Method Journal так и написал в отзыве на статью, что это все "science fiction". И добавил: "Но кто знает, что будет через двадцать лет". Поэтому публикация состоялась", — продолжает ученый.

Публикации в зарубежных журналах принесли Салдину мировую известность. Он собрал вокруг себя группу молодых энтузиастов и следующие десять лет разрабатывал тему, которая в 1999 году завершилась монографией The Physics of Free Electron Laser.

Последующее развитие физики показало правоту новосибирцев. Квантовые лазеры быстро вытеснили FEL в оптическом диапазоне. Напротив, лазеры на свободных электронах в рентгеновском диапазоне (XFEL) с большим коэффициентом усиления приобрели популярность во всем мире, несмотря на большие размеры и стоимость. За последние два года XFEL ввели в строй в Германии, Южной Корее, Швейцарии. Как в Германии?

Россия спасает репутацию Ангелы Меркель

В 1990-х в Исследовательском центре физики высоких энергий DESY под Гамбургом планировали строить линейный электрон-позитронный ускоритель длиной в 30 километров с энергией в половину тераэлектронвольта - TESLA. Однако работы свернули в связи с закрытием национальной программы по физике высоких энергий. Все исследования в этом направлении перевели в ЦЕРН.

Аналогичную конверсию национальных программ по физике высоких энергий предприняли другие страны ЕС. Располагая полномочиями и средствами, собранными со стран-участниц, в ЦЕРН решили, что в ближайшее двадцатилетие сосредоточатся на Большом адронном коллайдере и строить линейный электрон-позитронный ускоритель не будут.

Чтобы сохранить научные школы и сотрудников, DESY переориентировали на рентгеновский лазер, для которого требовался линейный ускоритель, а не кольцевой, и можно было задействовать наработки TESLA. Изобретателя XFEL Евгения Салдина пригласили в 1994 году для создания прототипа, и уже в начале 2000-го рентгеновский лазер TTF1 на длине волны 80 нанометров успешно заработал, сразу показав уникальные возможности исследования атомов и молекул.

Эта установка буквально спасла центр DESY от закрытия и помогла преодолеть сложный период смены научной специализации. Хотя не все шло гладко. Поверив в успех TTF1, правительство Германии задумало построить самый мощный в мире рентгеновский лазер совместно с другими странами ЕС. Бюджет проекта составил один миллиард евро. Германия сразу внесла 500 миллионов евро. А вот с софинансированием возникли сложности.

Согласно закону, стройку можно начинать, только если на счетах проекта есть 75% бюджета. Канцлер Германии Ангела Меркель оказалась в тупиковой ситуации: создать первый в мире XFEL было делом чести, но проект застопорился. Ситуацию спасла Россия, внесшая в 2009 году 250 миллионов евро. После этого проект стартовал.

Сверхзадача по расшифровке белков

Задержка с финансированием стоила Европе приоритета. Первыми XFEL запустили США (установка LCLS в Стэнфорде), и в 2012 году расшифровали с его помощью структуру белка, вызывающего африканскую сонную болезнь. Однако Евгений Салдин не считает это крупным научным прорывом. По его мнению, структуры белков расшифровывают на источниках специализированного синхротронного излучения (ИССИ) примерно по две тысячи в год. Всего на данный момент определено около ста тысяч структур из более чем двухсот миллионов.

Другое дело расшифровка всех биологически активных белковых структур. Сделать это на обычных ИССИ невозможно. Чтобы исследовать биомолекулу, нужно её превратить в кристалл. Но лишь малая часть белков поддается этой процедуре. Проблема и в том, что кристалл должен быть достаточно крупным. Размеры уменьшили благодаря ИССИ последнего (третьего) поколения, что несколько расширило круг изучаемых белков, но предел уже был достигнут. xfel_dnk1 (277x164, 57Kb)

"При рассеянии фотонов на образце идёт их поглощение, которое разрушает молекулу задолго до того, как нужную информацию унесет рассеянное излучение. Тогда был предложен новый метод - diffraction before distruction (дифракция до разрушения). Применить его можно только на XFEL", - поясняет Евгений Салдин.

В Стэнфорде, например, удалось уменьшить размер кристаллов до десяти микрон и умещать в них до десятка тысяч молекул белка.

"Это расширяет круг белков, структуру которых можно расшифровать, но незначительно", - подчеркивает ученый.

Кардинальное решение проблемы в том, чтобы определять структуру белка по одной молекуле, не кристаллизуя её. Для этого нужен более совершенный лазер. Импульс рентгеновского излучения нужен столь короткий (порядка пяти фемтосекунд), чтобы электроны не успели покинуть молекулу изучаемого вещества. Тогда на детектор поступит неискаженная картина молекулярной структуры. При этом каждый импульс должен содержать достаточно фотонов, а значит, пиковую мощность лазера следует увеличить до тераватта.

"Это сверхзадача для рентгеновского диапазона, которую мы решаем на европейском XFEL. В будущем мы увеличим число фотонов в коротком импульсе в сто раз по сравнению с LCLS. Сейчас же отрабатывается впрыск молекулы в детектор и совершенствуется программное обеспечение, которое, как и в томографии, имеет решающее значение", - говорит Салдин.

Новая методика, отрабатываемая в DESY, позволит в считанные часы расшифровывать структуру любого белка. Это будет способствовать очень быстрому прогрессу в биологии и медицине, сравнимому с расшифровкой генома человека.

Зачем России ИССИ-4

В мире действуют порядка 60 ИССИ разных поколений. Два из них в России (ИССИ-2, второе поколение): в Курчатовском институте в Москве и ИЯФ СО РАН в Новосибирске. По мнению Евгения Салдина, для такой большой территории имеет смысл создавать минимум три установки третьего поколения, представляющие собой синхротроны с множественными каналами вывода рентгеновского излучения. Строительство таких источников в мире хорошо отработано (см. https://ru.wikipedia.org/wiki/Список_источников_синхротронного_излучения , несколько десятков ИССИ, несколько типа XFEL, пополняется).

А недавно их яркость значительно улучшили за счет магнитов особой конфигурации. Именно эти модернизированные источники в последнее время называют ИССИ-4 (их пока в мире меньше, чем пальцев на одной руке - в Франции, Швеции, Бразилии...).

На строительство уходит три-четыре года, при этом, в отличие от линейных ускорителей, подземные тоннели не требуются. До 80 процентов бюджета идет на создание и оборудование пути прохождения пучка электронов. Вряд ли получится обойтись только российскими материалами и оборудованием, что-то придется заказывать за рубежом. В то же время сверхпроводящие магниты для ондулятора отлично делают в Новосибирске. Кроме того, в процессе строительства и эксплуатации ИССИ вокруг него появится множество коммерческих фирм, где можно будет размещать заказы на детали и услуги.

xissi4_DLS2 (160x98, 23Kb) По словам ученого, строительство ИССИ - мировой тренд, способный удовлетворить огромный запрос со стороны биологов, медиков, химиков, материаловедов (к примеру, вот Diamond - ИССИ-3 в Англии). После этого, имея опыт и кадры, можно перейти к XFEL (который, строго говоря, неправильно называть ИССИ, поскольку источником излучения служит не синхротрон, а линейный ускоритель). Это автоматически потянет за собой бурное развитие различных отраслей науки и индустрии.

Например, в DESY вокруг XFEL действует центр по расшифровке структур биомолекул, создают центр по инфекционным болезням на базе ИССИ PETRA и EXFEL, фемто- и наноцентры, центры по трансферу технологий.

"Как показывает практика, никакого военного применения таких установок нет и не предвидится. Единственный проект, который реализуется, - лазер на свободных электронах в оптическом диапазоне с зеркалами. Причем на специально подобранной длине волны, поскольку водяной пар сильно поглощает по всем другим диапазонам. Обычные квантовые лазеры с этой задачей не справляются. Работы идут в Jefferson Lab, расположенной недалеко от военно-морской базы США. Возможно, в следующей декаде FEL будет готов для установки на авианосец", — отмечает исследователь.

Награды достоин

По мнению научного сообщества, изобретение вполне достойно высшей научной награды - Нобелевской премии по физике, поскольку оно знаменует собой освоение человечеством рентгеновского диапазона.

Недаром в 2015 году Нобелевский комитет организовал симпозиум, посвященный XFEL. С докладами на нем выступили три претендента на премию: американский физик Джон Мейди (John Madey), создатель лазера на свободных электронах (скончался в прошлом году), Евгений Салдин, изобретатель рентгеновского лазера XFEL, и Клаудио Пеллегрини (Claudio Pellegrini), инициатор строительства первой в мире установки этого типа (LCLS в Стэнфорде). (Правда, возвращаясь к названию, даже в случае Большого адронного коллайдера "Нобель" его лидеру достался только после первого значительного достижения, оправдывающего расходы на строительство и физический эксперимент - открытия бозона Хиггса. Так что ждём прорывных результатов на ХFEL в Гамбурге, либо ещё где. Но, думаю, вряд ли это будет в России - проект «СИЛА» в Протвино весьма далёк от реализации...)

"Прорваться в рентгеновский диапазон не удавалось с помощью квантовых лазеров в течение примерно сорока лет, хотя суммарно деньги на это были потрачены огромные. Максимум, чего удалось достичь, - длины волны десять нанометров. А XFEL дал одну десятую нанометра за десять лет. Это достижение можно сравнить с географическим открытием, которое происходит только раз в истории человечества. Конечно, размеры установки пока большие, но освоение радиодиапазона тоже начиналось с ламповых приемников, а теперь там всё миниатюрное благодаря полупроводникам", - заключает Евгений Салдин.

Опубликовано: Татьяна Пичугина, РИА Новости - 13.05.2018

Примечание 1. вставки републикатора с учётом прошедших лет выделены понятным мелким размером, шрифтом и цветом, изобразительный ряд дополнен и изменён.

Примечание 2. после известных событий начала 2022 года дальнейшее участие России в программе XFEL под вопросом

Серия сообщений "Наука /продолжение -3/":
Часть 1 - XFEL поможет видеть атомарные процессы
Часть 2 - По гамбургскому счёту. Как создавался XFEL
Часть 3 - Полку токамаков прибыло. В Казахстане - КТМ
Часть 4 - Курчатов такого не позволил бы...
...
Часть 48 - «СКИФ» строится, пора готовить исследователей
Часть 49 - Механизм земной жизни - математически
Часть 50 - О проекте коллайдера «Супер С-тау фабрика»

Метки: XFEL Е.Салдин Я.Дербенёв А.Кондратенко А.Меркель DESY расшифровка белков Д.Мейди К.Пеллегрини Т.Пичугина Г.Дерновой

Комментарии (0)

Про «исключение России из проекта XFEL»

Дневник

Понедельник, 05 Декабря 2022 г. 11:43 + в цитатник

Президент «Курчатовского института» заявил,

что ФРГ требует исключить Россию из проекта Европейского лазера XFEL

2de22_mKovk (246x140, 31Kb) Германия хочет исключить Россию из проекта Европейского рентгеновского лазера на свободных электронах XFEL, а также убрать российских ученых из статей по проекту. Об этом сообщил президент Национального исследовательского центра «Курчатовского института» Михаил Ковальчук. Однако, по его словам, есть ряд стран, несогласных с мнением ФРГ, они «боятся, но стараются не поддерживать» Россию.

Европейский рентгеновский лазер на свободных электронах XFEL — международный научный проект по созданию самого крупного в мире лазера на свободных электронах. С помощью XFEL ученые могут изучать структуру биологических молекул и различных веществ, следить за сверхбыстрыми химическими процессами. Участники проекта: Германия, Россия, Венгрия, Дания, Испания, Италия, Польша, Словакия, Франция, Швейцария и Швеция. Германия вложила в проект 58% из суммы €1,22 млрд, Россия — 27%, остальные страны — от 1 до 3%. От России реализацией проекта руководит «Курчатовский институт». /в сентябре 2017 года установка была запущена в эксплуатацию/.

«Немцы требуют нас исключить. Но эти все — словаки, шведы — все на подтанцовке прыгающие, они понимают, что как только мы выйдем (из проекта. — "Ъ"), им надо платить эти деньги. У них их нет. Они и так не платят — ни поляки, ни эти. У них задолженности. Поэтому это все рухнет»,— сказал господин Ковальчук на на сессии по теме установок класса «мегасайенс» на II Конгрессе молодых ученых в Сочи (цитата по «РИА Новости»).

Кроме того, Михаил Ковальчук сообщил, что Берлин попытался блокировать статью под авторством российских ученых, но соавторы из других стран отказались от участия в публикации, чтобы статья вышла только под фамилиями исследователей из России.

Также президент «Курчатовского института» сказал, что на заседаниях совета XFEL ФРГ не пускала российского представителя, потом не хотела начинать заседание, пока россиянин не покинет зал.

Опубликовано: Полина Собакина, «КоммерсантЪ», 02.12.2022

Серия сообщений "Наука /продолжение -3/":
Часть 1 - XFEL поможет видеть атомарные процессы
Часть 2 - По гамбургскому счёту. Как создавался XFEL
...
Часть 7 - НИЦ «КИ» получит синхротрон III поколения?
Часть 8 - Модернизация «КИСИ-Курчатов» отсрочена
Часть 9 - Про «исключение России из проекта XFEL»
Часть 10 - Инерциальный синтез дал первую энергию
Часть 11 - На проект «СИЛА»будут выделены миллиарды
...
Часть 48 - «СКИФ» строится, пора готовить исследователей
Часть 49 - Механизм земной жизни - математически
Часть 50 - О проекте коллайдера «Супер С-тау фабрика»

Метки: XFEL «Курчатовский институт» М.Ковальчук П.Собакина Г.Дерновой

Комментарии (0)

День рождения протвинского ИФВЭ

Дневник

Понедельник, 13 Ноября 2023 г. 00:22 + в цитатник

Статья написана к юбилейной дате в истории ИФВЭ (републикуется в очередную годовщину)

slasonau (283x198, 29Kb)

Полвека высоких энергий

Кажется, совсем недавно все мы, жители Протвино, с большим воодушевлением отмечали 50-летие нашего города, календарно привязанное, согласно городскому Уставу, к дате 19 апреля 1960 года. Уже тогда «красной нитью» в материалах празднования проходила простая истина: история нашего города неразрывно связана с историей Института физики высоких энергий, хотя собственно «день рождения ИФВЭ» документально связан с другой календарной датой – 15 ноября 1963 года.

(на снимке - фрагмент панорамы внутри экспериментального зала ИФВЭ под единой крышей)

Почему так?

Как говорится, «заглянем в святцы». А именно – в капитальный сборник статей под названием «40 лет ИФВЭ», изданный самим институтом.

Ещё в начале 50-х годов И.В. Курчатовым был инициирован вопрос о создании в СССР ускорителя протонов на самую высокую в мире энергию. Это было нужно для проведения передовых фундаментальных исследований строения материи и основополагающих сил Природы. Вопрос решался сложно. Хотя и бытует мнение, что «раньше науке было легко», но солидарное мнение лидеров атомной науки и всего научного сообщества страны (тогда с ним считались) в конечном счёте возобладало.

В марте 1958 года состоялось принципиальное решение Совета Министров СССР о сооружении научного комплекса – ускорителя на энергию не менее 50 ГэВ и приборной базы для проведения на нём физических исследований. Было ясно, что для эксплуатации такого комплекса требуется построить жилой посёлок не в один десяток тысяч человек. Подобного рода опыт к тому времени был уже в стране накоплен, особенно в атомной отрасли, а перспектива широкого международного сотрудничества требовала того, чтобы строился город с современными условиями проживания. Поэтому на максимально высоком уровне проводились не только проектно-конструкторские работы по созданию ускорителя, но и проектные работы по жилому поселку. В московском ГСПИ, в мастерской архитектора Д.М. Корина был создан первый проект будущего города физиков, привязанный к площадке с надёжным скальным основанием на левом берегу реки Протвы близ впадения её в Оку (эту площадку, надо сказать, выбрали из ряда возможных вариантов по всей стране).
Здесь на основе отраслевого (Минсредмаш) Управления строительства №620 возникает один из мощнейших строительных комплексов в Московской области, начавший в январе 1960 года работы по сооружению полуторакилометрового кольцевого котлована «под ускоритель», и почти одновременно - по возведению первых жилых зданий поселка (отсюда и возникла в истории города дата 19 апреля 1960 г.). Первым почтовым адресом значилось «Серпухов-7». Почему «7»? К тому времени в Серпуховском районе было 6 почтовых отделений, а собственное имя у нового поселка появилось не сразу: первым делом надо было его построить. Потому и ускоритель долго называли «Серпуховским».

progerb (139x160, 5Kb) С ноябре 1989 года бывшему «рабочему посёлку Протвино» был присвоен статус города областного подчинения, а когда началось неспешное присвоение статуса «наукоградов РФ», город Протвино с августа 2008 года стал 14-м таким наукоградом в стране (первым был Обнинск в 2000 году). Впрочем, из сказанного выше ясно, что наукоградский статус у Протвино подразумевался изначально – с момента принятия решений о строительстве ускорителя и начала работ.

Нельзя не отметить, что сооружение комплекса протонного ускорителя продвигалось невиданными даже в мировой практике темпами. Сюда были стянуты специалисты из ряда институтов и предприятий страны – для того, чтобы вначале вдохнуть жизнь в сооружаемый синхротрон общим весом магнитной системы около 22 тысяч тонн, а затем и работать на нем. Люди разных специальностей приезжали сюда работать и жить, пускать корни на этой подмосковной земле.
Для решения научных задач в 1962 году здесь был организован филиал московского Института теоретической и экспериментальной физики (ИТЭФ), в котором как раз и разрабатывался проект ускорителя, известного ныне под аббревиатурой У-70 (с энергией протонов порядка 70 ГэВ). Создание такого ускорителя потребовало сосредоточения значительных научно-технических ресурсов атомной отрасли. Как следствие, 15 ноября 1963 года появился приказ Госкомитета по использованию атомной энергии СССР об образовании самостоятельного Института физики высоких энергий во главе с молодым (тогда) профессором теоретической физики А.А. Логуновым - «для проведения научно-исследовательских работ и подготовки научно-технических кадров СССР», как значилось в документе. 14 октября 1967 года ускоритель был введён в строй, здесь пошла «новая физика» (на то время)…

(подробнее об основных научных и научно-технических результатах деятельности Института, включая последовавшие изменения - на сайте ИФВЭ)

50annIHEPs (195x105, 18Kb)

И вот Институту полвека (и более - по мере обновления этой записи), . Несмотря на прошедшие перемены (не всегда позитивные), он поныне остаётся не только признанным в мире физическим центром, но и по-прежнему градообразующим по сути предприятием. Действительно - облик города, его жизненный уклад создают люди, в большинстве своём так или иначе связанные с ИФВЭ.

Доске почёта ИФВЭ (к 50-летию ей сделали "евро-ремонт")

Велика и созидательная инерция его ранее наработанного научно-технического потенциала. Многие научные и научно-технические новации, предложенные в ИФВЭ, способствовали привлечению к сфере высоких научных технологий целого ряда российских предприятий. Хорошо известны они и за рубежом, поскольку отдельные ускорительные и физические разработки ИФВЭ (равно как и их разработчики) востребованы в таких международных мега-проектах, как LHC, FAIR, XFEL, ITER... С 2012 г. ГНЦ ИФВЭ организационно участвует в деятельности первого в стране Национального исследовательского центра, будучи переведённым из Росатома в состав НИЦ «Курчатовский институт».

Короче говоря, физикам ИФВЭ есть, что вспомнить, и есть, чем гордиться, а самое главное – есть, над чем работать дальше. Как говорится – «жила бы страна родная…»

Несмотря на нынешние (как всегда, трудные) времена для развития отечественной фундаментальной науки, хочется верить, что эстафета добывания новых знаний о тайнах мироздания будет продолжена и дальше в этом в симпатичном городке с простым названием Протвино – в честь небольшой среднерусской реки, давшей ему имя.

Геннадий Дерновой (в ИФВЭ с 1972 г., в 1997-2008 г.г. – заместитель учёного секретаря ИФВЭ по связи с прессой и общественностью)

Опубликовано: газета "Протвино сегодня" - 1 ноября 2013 г,

Серия сообщений "Авторская колонка в "Протвино сегодня" ":
"Протвино сегодня" - информационно-политическая газета Протвинского информационного агентства Московской области.
Часть 1 - Росатом: из ФААЭ в корпорацию. ИФВЭ - туда же
Часть 2 - Предновогодний визит к академику
...
Часть 43 - 8–мартовский поцелуй
Часть 44 - Открытие Юрия Гагарина
Часть 45 - День рождения протвинского ИФВЭ
Часть 46 - 10 лет тому назад в губернатора верилось
Часть 47 - Самая долгая в моей жизни новогодняя ночь
Часть 48 - С Днём российской науки!
Часть 49 - Четыре тезиса в "чернобыльский" день

Серия сообщений "ИФВЭ /2/":
Часть 1 - Антиатом для будущего
Часть 2 - Железной рукой
...
Часть 27 - Как Протвино «провели мимо циклотрона»
Часть 28 - Очередная годовщина запуска синхротрона У-70
Часть 29 - День рождения протвинского ИФВЭ

Метки: 50 лет ИФВЭ И.Курчатов Д.Корин Протва Протвино Серпуховский ускоритель Наукоград ИТЭФ LHC FAIR XFEL ITER А.Логунов Г.Дерновой сайт ИФВЭ

Комментарии (0)

XFEL - проект международный

Дневник

Воскресенье, 27 Июля 2008 г. 23:09 + в цитатник

(198x201, 43Kb)

1-2 июля с.г. в ГНЦ ИФВЭ прошла работа международного совещания по проекту XFEL (X-ray Free Electron Laser) – т.н. «рентгеновскому лазеру на свободных электронах». Создание такого лазера позволит, к примеру, производить съёмку быстротекущих химических реакций с недостижимым прежде пространственным и временным разрешением, прослеживая динамику поведения отдельных молекул и даже атомов, что сулит буквально «прорыв» в области современных нанотехнологий.

Проект представила внушительная (14 человек) группа его разработчиков - немецких ученых и специалистов во главе с лидером проекта, руководителем DESY («Германский электронный синхротрон» - один из крупнейших исследовательских центров в ФРГ) г-ном Рейнхардтом Бринкманом.

(223x226, 7Kb) От России в совещании участвовали, кроме представителей «хозяев поля», также физики из Новосибирска (Будкеровский институт ядерной физики), Дубны (Объединенный институт ядерных исследований), Санкт-Петербурга (Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры), и Троицка (Институт ядерной физики).

Каждая из перечисленных организаций сделала доклад о том вкладе, который может быть сделан в продвижение проекта. Подобного рода «кооперация» - общая тенденция создания крупных исследовательских установок и свидетельство укрепления духа сотрудничества в мировом научном сообществе.

Опубликовано:"Протвино сегодня"-27 июля 2008 г.

Серия сообщений "ИФВЭ":
У ИФВЭ есть и свой сайт. См.
Часть 1 - Конференция ТК: решения наконец-то приняты
Часть 2 - Сотрудничество с ЦЕРН крепнет
...
Часть 31 - Встречная активность
Часть 32 - Росатом: из ФААЭ в корпорацию. ИФВЭ - туда же
Часть 33 - XFEL - проект международный
Часть 34 - На круги своя…
Часть 35 - Полвека на карте Подмосковья
...
Часть 47 - Ускорительщики обсудили "статус-кво"
Часть 48 - Проекты ИФВЭ на 2-м иннофоруме Росатома
Часть 49 - Город Протвино /исторический очерк/

Метки: лазер desy ифвэ xfel

Страницы:

[1]

LiveInternetLiveInternet

-Метки

-Рубрики

-Поиск по дневнику

-Подписка по e-mail

-Сообщества

-Статистика

Записи с меткой xfel

ОИЯИ в мегасайнс-проектах: страны, дела, люди

Дневник

XFEL поможет видеть атомарные процессы

Дневник

По гамбургскому счёту. Как создавался XFEL

Дневник

Про «исключение России из проекта XFEL»

Дневник

День рождения протвинского ИФВЭ

Дневник

Статья написана к юбилейной дате в истории ИФВЭ (републикуется в очередную годовщину)

Полвека высоких энергий

XFEL - проект международный

Дневник