В Калининграде обсудили перспективы развития источника комптоновского излучения

В самом западном регионе страны ведущие российские физики-ядерщики обсудили научную программу, концепцию и проекты подсистем источника комптоновского излучения национального центра физики и математики (НЦФМ). В перспективе это чрезвычайно яркое и мощное гамма-излучение толкнет вперед фундаментальную науку и исследования микромира. Мероприятие провели при поддержке Росатома, НЦФМ и Балтийского федерального университета имени И. Канта.

Калининградскую область для обсуждения будущего ядерной и радиационной физики выбрали неспроста. В регионе есть свои научные разработки, которые могут помочь в создании гамма-детекторов. Эти устройства, как следует из их названия, в перспективе будут улавливать и направлять мощное фотонное излучение. С их помощью получится заглянуть не только внутрь атомного ядра, но и прозондировать ядерную нуклонную материю.

Так, калининградский вуз уже знаменит своей рентгеновской оптикой, которую применяют в совершенно разных сферах. Просветить при помощи алмазной или бериллиевой линзы можно картину с целью определения ее подлинности. Помогает разработка БФУ и в медицине: через рентген можно изучить молекулы, что крайне важно при изготовлении современных вакцин.

Однако для задач, которые перед собой ставит НЦФМ, технологию предстоит доработать. Впрочем, перспективы у калининградского проекта большие.

- Если есть научные компетенции, мы приглашаем ученых войти в научную программу, которая финансируется из федерального бюджета. БФУ имени Канта далеко продвинулся в области рентгеновской оптики, что представляет для нас особый интерес, - рассказал академик РАН, профессор, доктор физико-математических наук Александр Сергеев. - Понятно, что гамма-диапазон - это куда более жесткое излучение. Поэтому одна из целей проведения мероприятия в Калининграде - понять, насколько компетенции центра рентгеновской оптики можно использовать для создания детекторов гамма-излучения. Будем работать в этом направлении.

Фото: ФГАОУ ВО "БФУ им. И. Канта"

Ведущую роль в изучении микромира сыграют установки класса "Мегасайенс", ключевой частью которых как раз и является комптоновское излучение - уникальный инструмент для развития ядерной фотоники. К слову, приставку "мега" они получили не просто так: установки представляют собой огромные комплексы со сложнейшим и дорогостоящим оборудованием. Поэтому включение в подобные проекты - большой успех для любого вуза.

- Для нас это стратегически важное мероприятие, поскольку участники НЦФМ во многом определяют технологическое развитие страны. Крайне важно включиться в проект, увидеть, как формируется программа, какие проекты и компетенции мы можем предложить. Особенно это касается нашего уникального международного центра "Когерентная рентгеновская оптика для установок класса "Мегасайенс", сотрудники которого уже вносят серьезный вклад в МЕГАнауку страны. Мы готовы стать частью национального проекта и включиться в разработку источника комптоновского излучения, - подчеркнул проректор по научной работе БФУ им. И. Канта Максим Демин.

Фото: ФГАОУ ВО "БФУ им. И. Канта"

В чем же важность этого излучения? Всем известна таблица Менделеева и устройство атомов. Мы знаем, что его ядро состоит из протонов и нейтронов. Однако их строение по-прежнему остается для ученых загадкой. Протоны и нейтроны состоят из кварков, заглянуть внутрь которых не представляется возможным - для этого попросту нет инструментов. Задача грандиозного научного проекта, который обсуждали в Калининграде - создать их.

Именно этим и занимается Национальный центр физики и математики. Его разработки позволят исследовать материю на крайне детальном уровне мироздания при помощи гамма-излучения. Речь идет об уровнях, превышающих в десятки миллионов раз привычный для нас свет лампочки. Основным инструментом для изучения мельчайших частиц является комптоновское излучение - крайне яркий источник света с большим количеством гамма-квантов.

Ученые сравнивают его эффект с энергией летящего мяча, по которому бьют битой. Дополнительная энергия позволяет ему лететь еще дальше и быстрее. Так же и фотон в установках "мегасайенс" посылают навстречу летящему на бешеной скорости электрону. Их столкновение увеличивает скорость фотона в десятки миллионов раз. Такой ускоренный свет можно будет использовать для зондирования нуклонов. Осталось построить сам ускоритель.

Фото: ФГАОУ ВО "БФУ им. И. Канта"

Если все получится, то отечественные сверхсовременные установки совершат настоящий прорыв в мировой науке. Ведь до сих пор неизвестно, как, например, устроен нейтрон. Ученые знают, что он состоит из трех кварков, вот только если сложить их массу, то она получится значительно меньше массы самого нейтрона. Вопрос, где излишек? Есть теория, что дополнительный вес частице придают связи между кварками. Если при помощи установок класса "Мегасайенс" получится извлечь этот дефект массы, то в перспективе это может привести к созданию нового источника энергии.

Главный вопрос - хватит ли высококвалифицированных специалистов для работы над такими проектами? Ведь только одну установку класса "Мегасайенс" обслуживают сотни человек. Всего, по предварительным данным, для грандиозного проекта потребуются около двух тысяч ученых. Команду будут формировать "с нуля". По этой причине крайне важна работа со всеми университетами страны, включая БФУ имени Канта, обладающими подходящими компетенциями. Руководство НЦФМ подчеркивает, что готово обучать специалистов на своей площадке по направлениям магистратуры и аспирантуры. Для молодых ученых уже создали все необходимые условия, чтобы они трудились на благо отечественной науки.

Справка

"Мегасайенс" (от английского megascience - "меганаука") - это сверхмощные и дорогостоящие научные комплексы - синхротроны, которые позволяют проводить уникальные исследования высокой степени сложности, выходя за рамки современных знаний в области фундаментальных наук и открывая новые возможности в развитии технологий. Обычно проекты такого масштаба - международные, и лишь несколько стран мира способны их реализовать. Среди них - Россия, которая является ключевым участником таких проектов, в том числе и как производитель сложнейшего научного оборудования.

Кстати

Благодаря национальному проекту "Наука и университеты" создаются установки класса "Мегасайенс" - сверхмощные, дорогостоящие научные комплексы. Сейчас в России формируется сеть таких установок. С их помощью изучают ядерные реакции, воссоздают вещество, в котором пребывала вселенная в момент Большого Взрыва, производят новые материалы для работы в экстремальных условиях и многое другое.

Реклама, 16+, ФГАОУ ВО "БФУ им. И. Канта", ИНН 3906019856

erid: F7NfYUJCUneLrWufPfSZ