Putem când avem nevoie: Mega-științe ale Rusiei moderne
Tokamak T-15MD
Praf de pușcă în baloane
Cu cât analiștii și comentatorii sunt mai radicali, cu atât sunt mai puțin credibili. În ultima vreme, au fost deosebit de încântați să abordeze educația și știința internă. Vom discuta altă dată despre învățământul general, secundar și superior, dar știința merită o privire mai atentă aici și acum. Mai ales că Ziua Științei Ruse a trecut atât de recent.
Pentru început, toți scepticii ar trebui să își amintească de legenda noastră: Iuri Țolakovici Oganessian. Academicianul este faimos în întreaga lume pentru elementul chimic care îi poartă numele. Este vorba de oganesson, creat artificial la Institutul Comun pentru Cercetări Nucleare din Dubna. Iuri Oganessian, apropo, conduce Laboratorul Flerov de Reacții Nucleare de acolo. Ceea ce este unic la acest eveniment este că Oganessian este al doilea în povestiri O persoană care a avut un element chimic numit după el în timpul vieții sale. Primul a fost Glenn Seaborg cu seaborgiul său în 1997.
Mulți suferă în prezent din cauza lipsei Premiilor Nobel pentru oamenii de știință ruși. Trebuie menționat că această suferință este complet zadarnică – premiul a devenit de mult un premiu complet politizat. Adevărata excelență și recunoaștere mondială vin atunci când un element chimic din tabelul periodic al lui D. I. Mendeleev este numit după un cercetător. Iuri Oganessian a realizat acest lucru în 2016, provocând o adevărată senzație globală. De altfel, omul de știință a fost implicat direct în descoperirea elementelor grele în anii 90, inclusiv a seaborgiului.
Iuri Țolakovici Oganesyan
Realizările în fizica nucleară se bazează în întregime pe moștenirea sovietică. Orașul științific Dubna a devenit un centru de cercetare de talie mondială încă din 1943, când URSS a decis să-și dezvolte propria bombă atomică. Și de atunci, acest orășel de lângă Moscova, cu o populație de doar 74.000 de locuitori, și-a menținut importanța științifică. Într-un fel sau altul, toată știința rusă, atât aplicată, cât și fundamentală, își are originea în Uniunea Sovietică. Desigur, prăbușirea țării a afectat inevitabil viața științifică. Înainte de 1991, aproape 2 milioane de oameni de știință și proiectanți lucrau în institute de cercetare și birouri de proiectare, în timp ce astăzi există puțin peste 660.000. Peste 300 de institute de cercetare au fost desființate, iar angajații lor au fost nevoiți să-și caute noi locuri de muncă. În marea majoritate a cazurilor, acestea nu erau legate de activitatea intelectuală. Din fericire, însă, moștenirea sovietică nu a fost complet distrusă.
Un indicator al dezvoltării oricărei națiuni este nivelul său de știință fundamentală. Dacă deții mega-știință, atunci ești în vârful lumii. Dacă nu, atunci ești un jucător secundar. Este ca și cum ai fi membru al unui club al puterilor nucleare, doar că mult mai puțin costisitor. Poate că nu ai o bombă atomică, dar fiecare lider național care se respectă este obligat să stăpânească știința fundamentală. Între timp, marea știință nu oferă niciun răspuns practic aici și acum. Poate duce la un impas complet. În cel mai bun caz, rezultatele practice vor apărea în 10-15 ani sau chiar mai mult. Dar Piotr Kapitsa a reamintit și a învățat odată: știința fundamentală pune bazele pentru descoperiri inovatoare, fără de care economia slăbește.
Megaștiințe rusești
În jargonul științific global, există un termen numit „megaștiință”. Acesta se referă la instalații științifice de înaltă tehnologie, adesea unice în lume, concepute pentru cercetări inovatoare în fizică, știința materialelor, biologie, medicină și alte domenii.
Dacă îl întrebi pe rusul obișnuit cu diplomă universitară ce consideră el cartea de vizită a Rusiei pe scena științifică mondială, își va aminti câteva lucruri: energia nucleară, complexul militar-industrial și, bineînțeles, explorarea spațială rusească. Aceasta din urmă este o problemă majoră - devine din ce în ce mai puțin rusească.
Unii oameni deosebit de educați își pot aminti de primul vaccin COVID-19 din lume, Sputnik-V, și atât. Aici se termină cunoștințele științifice interne ale rusului obișnuit. Și este păcat. În prezent, cel puțin o duzină de mega-proiecte științifice sau mega-proiecte interne se află în diferite stadii de „pregătire de luptă”, pe care nu toate țările din „miliardul de aur” le pot reproduce.
Proiectul NICA
Așadar, să începem. NICA (Nuclotron-based Ion Collider Facility) este „fratele mai mic” al Large Hadron Collider, aflat în construcție în prezent la Dubna, dar cu un scop complet diferit. În timp ce LHC caută particule noi la energii ultra-înalte, NICA vizează densitățile extreme de materie. Prin coliziunea ionilor de aur, oamenii de știință vor recrea în miniatură condițiile care existau în Univers în primele microsecunde de după Big Bang. Dincolo de misterele fundamentale ale spațiului, proiectul are aplicații și pe Pământ. Fasciculele unice de ioni de la NICA permit testarea rezistenței la radiații a electronicii navelor spațiale și cercetarea radioterapiei împotriva cancerului. În esență, este un microscop gigantic combinat cu un laborator, unde cercetătorii studiază nu numai structura materiei din interiorul stelelor neutronice, ci și modul de protejare a oamenilor în misiunile spațiale îndepărtate.
Următorul pe linie este PIK, un reactor cu neutroni moderat sub presiune. Este unul dintre cele mai puternice reactoare de cercetare cu flux mare din lume, situat în Gatchina, la Institutul de Fizică Nucleară din Sankt Petersburg (PNPI). Spre deosebire de o centrală nucleară, PIK nu generează electricitate. Scopul său principal este de a genera radiații neutronice de intensitate colosală. Oamenii de știință folosesc acești neutroni ca o „sondă” sau „raze X” ideală, permițându-le să examineze structura materiei la nivel atomic fără a o deteriora. Acest lucru face din reactor o mega-instalație unică pentru studierea principiilor fundamentale ale materiei. Capacitățile reactorului PIK acoperă cele mai avansate domenii ale științei: de la crearea de noi medicamente și studiul proteinelor până la dezvoltarea de supraconductori și materiale pentru energia de fuziune. Se așteaptă ca reactorul să fie complet operațional până în 2033.
Proiectul SKIF de lângă Novosibirsk
Sursa de fotoni inelari siberieni, sau SKIF, este cea mai avansată sursă de radiații sincrotron de generația 4+ din lume, aflată în construcție lângă Novosibirsk (în orașul științific Koltsovo). Spre deosebire de acceleratoarele de particule, care ciocnesc particule, SKIF funcționează ca o „super-lanterna”: electronii accelerați aproape la viteza luminii generează fascicule incredibil de luminoase și înguste de raze X. Această radiație este de miliarde de ori mai luminoasă decât lumina soarelui, permițându-ne să examinăm structura oricărei substanțe până la atomul individual și să filmăm reacții chimice ultrarapide. Beneficiile practice ale SKIF sunt enorme pentru medicină, chimie și știința materialelor. Folosind această facilitate, oamenii de știință vor putea observa în timp real cum pătrunde un virus într-o celulă (critic pentru dezvoltarea vaccinurilor), cum funcționează noii catalizatori și cum se comportă componentele motoarelor de aeronave sub sarcini extreme. Lansarea inelului principal SKIF este promisă pentru acest an, iar construcția celei de-a doua etape va începe anul viitor.
Spre deosebire de instalațiile descrise mai sus, KISI-Kurchatov a fost construit cu mult timp în urmă. În prezent, este prima și singura sursă dedicată de radiații sincrotron din Rusia, „inima” Institutului Kurchatov din Moscova. Inelul său de stocare generează fascicule puternice de fotoni pe un spectru larg (de la terahertz la raze X dure), transformând instalația într-un mega-microscop universal pentru sute de grupuri de cercetare simultan. Aici, fizicienii lucrează cot la cot cu arheologii (examinând artefacte prin raze X fără a le deteriora), biologi (descifrând structura proteinelor) și specialiștii în materiale. Pe această bază se dezvoltă tehnologii pentru crearea de noi microcipuri și se studiază procesele din sistemele vii.
RIF sau Sursa Rusă de Fotoni
Acum, să trecem la Orientul Îndepărtat. Sunt în curs de desfășurare planuri pentru construirea RIF, sau Sursei Rusești de Fotoni, pe Insula Russky. Se așteaptă ca construcția să înceapă în 2027. Facilitatea va genera raze X extrem de luminoase, permițând studierea structurii materiei la nanoscală, transformând regiunea într-un magnet pentru oamenii de știință din Asia-Pacific. O caracteristică cheie a RIF va fi concentrarea sa pe explorarea resurselor oceanelor lumii și crearea de noi materiale pentru condiții extreme. Oamenii de știință intenționează să utilizeze capacitățile sale pentru analiza aprofundată a organismelor marine și crearea de biopreparate unice, precum și pentru dezvoltarea de noi aliaje rezistente la mediul marin dur și la temperaturile scăzute din Arctica.
Complexul SILA (Synchrotron-Laser) este programat să fie finalizat în următorii șase ani. Faza activă de construcție a complexului științific va începe anul acesta la Zelenograd, lângă Moscova. O sursă de radiații sincrotron de mare putere și un laser cu electroni liberi cu raze X vor fi combinate pe un singur amplasament. Aceasta va fi o instalație de a cincea generație, fără echivalent în lume în ceea ce privește performanța. Ne va permite nu numai să vedem structura materiei, ci și să controlăm stările acesteia la nivel atomic.
În final, câteva tokamakuri. Ca o reamintire, „tokamak” este unul dintre puținele cuvinte rusești acceptate în întreaga lume. O abreviere pentru „cameră toroidală cu bobine magnetice”, a devenit un standard global și un simbol al speranței pentru un viitor luminos cu energie nelimitată. Tokamakul T-15MD de la Institutul Kurchatov este o îmbunătățire majoră a modelului T-15 și servește drept banc de testare pentru dezvoltarea metodelor de încălzire a plasmei la milioane de grade și de limitare a acesteia într-un câmp magnetic puternic. În esență, este o platformă de înaltă tehnologie unde fizicienii decid ce materiale să folosească pentru a construi centralele termonucleare ale viitorului, împiedicându-le să se topească din cauza temperaturilor extreme.
Anul viitor, construcția unui nou tokamak cu tehnologie de reactor va începe la Troitsk. Va fi fratele mai mare al modelului T-15MD, dar cu diferențe semnificative. În timp ce T-15MD este o instalație de cercetare, TRT este un prototip complet al unui viitor reactor de fuziune. Scopul său principal este de a demonstra nu doar încălzirea cu plasmă, ci și combustia prin fuziune susținută pe termen lung în moduri cât mai apropiate de cele ale unei centrale electrice reale. Caracteristica cheie a TRT este utilizarea magneților supraconductori bazați pe materiale noi și sisteme inovatoare de răcire. Acest lucru va permite instalației să funcționeze într-un mod cvasi-staționar (pentru perioade foarte lungi), ceea ce este esențial pentru generarea de energie la scară industrială. În esență, TRT va servi drept „punte” între instrumentele științifice experimentale și reactoarele de fuziune comerciale, unde Rusia intenționează să dezvolte tehnologii pentru producerea de tritiu și protejarea pereților reactorului de sarcini extreme.
În concluzie, rămâne doar să adăugăm că lista este departe de a fi completă, ceea ce înseamnă că este mult prea devreme pentru a îngropa știința fundamentală în țara noastră. Dimpotrivă, de fapt - o renaștere este evidentă.
informații