Новости

02.09.2017 11:46
Рубрика: Общество

Электроны на свободе

Начал работать самый мощный в мире лазер, созданный с участием российских ученых
Пробка вырвалась из бутылки шампанского и едва не разбила лампочки на потолке подземной лаборатории. "К счастью, это не сошедший с пути электрон", - с улыбкой заметил один из участников торжественной церемонии открытия под Гамбургом самого мощного в мире Европейского лазера на свободных электронах XFEL.

А чуть ранее представители 12 стран, которые участвовали в создании этого уникального прибора, золотыми ножницами перерезали красную ленточку перед входом в здание, где установлен лазер. Этому радостному моменту предшествовало более десяти лет напряженной работы, проб и ошибок, многочисленных экспериментов, разочарований и побед. В итоге создана гигантская и сложнейшая установка, которая разместилась под землей на глубине от 6 до 38 метров, длина туннелей около 5,8 километра, здесь установлено 17 тысяч мощных магнитов.

Пуск уникального лазера давно ждали тысячи ученых всего мира. Уже выстроилась очередь из желающих проводить эксперименты на этой уникальной установке. По мнению ученых, он должен совершить революционные прорывы в самых разных сферах науки и техники, прежде всего, - в медицине, фармакологии, химии, нанотехнологиях, энергетике, электронике, создании новых материалов. Причем не в отдаленном будущем, а уже в ближайшее время. Неудивительно, что среди самых заинтересованных лиц оказались крупнейшие фармацевтические компании.

Чем объяснить такой ажиотаж вокруг этого лазера? Он заглянул туда, куда пока ни один прибор не добирался. Лазер способен увидеть, как протекают химические реакции, как взаимодействуют атомы и молекулы за невероятно короткие промежутки времени - фемтосекунды (10 минус 15 степени секунды). Так вот XFEL может создавать такие фантастически короткие импульсы, делая 27 тысяч выстрелов в секунду, и кадр за кадром демонстрировать, как в химической реакции работают атомы и молекулы. Такой инструмент может на атомарном уровне изучать природу вирусов, увидеть, как они атакуют клетку, появляется возможность куда эффективней создавать новые лекарства.

Лазер способен решить и еще одну очень заманчивую для специалистов самых разных направлений задачу: в одном рентгеновском импульсе наблюдать трехмерную структуру белков. Это обещает революцию в биологии, медицине, генетике. Не случайно сейчас расшифровкой белков занимаются многие лаборатории мира.

Кроме того, этот лазер способен заглянуть и в тайны Вселенной. Поможет ученым изучать вещество в тех же экстремальных состояниях, которые господствуют в недрах звезд. Это позволит лучше понять, как устроен наш мир, как сформировалась Вселенная. Практически все участники этого проекта подчеркивают, что решающий вклад в создание лазера внесли две страны - Германия и Россия. Из 1,2 миллиардов евро - такова стоимость проекта - половина покрывалась Германией, а более 25 процентов - Россией.

Более того, был критический момент, когда проект оказался под угрозой, так как начали повышаться цены, и стали раздаваться голоса, что надо снизить энергию с 17 ГэВ до 14 ГэВ. То есть повторить уже пройденное, ведь такой лазер давно работает в США. И хотя с большой неохотой, но на такой вариант согласились практически все страны - участники проекта, кроме Германии и России. И правительства этих стран, несмотря на тяжелое экономическое положение, пошли на увеличение финансирования. По сути, спасли проект уникальной машины. Немцы внесли дополнительно 100 миллионов евро, мы - 59,2 миллиона евро.

"Россия сыграла в этом международном проекте решающую роль, внеся в него однозначно второй по величине вклад, - сказала корреспонденту "РГ" министр образования и науки ФРГ Йоханна Ванка. - Наши ученые уже многие годы успешно совместно работают, и я надеюсь, что это плодотворное сотрудничество продолжится. Мы заключили также договоры о дальнейшем участии российской стороны в работе установки. Наука призвана открывать двери для всех, кто стремится поддерживать контакты, в том числе и в трудные с политической точки зрения времена".

Заместитель министра образования и науки Российской Федерации Григорий Трубников, в свою очередь, назвал открытие XFEL "грандиозным событием для прикладной и фундаментальной науки".

Даже важнее финансового вклада России в лазер XFEL была его идея, высказанная российскими учеными

Сам проект был начат благодаря идеям советских и российских физиков Евгения Салдина, Анатолия Кондратенко и Михаила Юркова. С российской стороны в проекте участвуют НИЦ "Курчатовский институт", Новосибирский Институт ядерной физики им. Будкера, Институт физики высоких энергий в Протвино, Институт ядерной физики в Троицке, ученые Санкт-Петербурга, Дубны и Зеленограда, которые создали уникальное оборудование.

"Поэтому, внеся такой существенный вклад в этот проект, мы сторицей были вознаграждены, став обладателями важнейшей технологии. Кроме того, мы получили огромную долю "пучкового времени", то есть наши ученые - физики, биологи, инженеры, химики, кристаллографы - смогут использовать установку для своих исследований", - сказал " РГ" заместитель министра науки и образования.

Управляющий директор XFEL датский профессор Роберт Фейденхапсель также отметил в разговоре с "РГ", что даже важнее финансового вклада была идея, высказанная в 80-х годах российскими учеными. По его словам, тогда в Новосибирске и начал свое развитие гамбургский Институт физических исследований DESY, где "рождаются" и получают первое ускорение свободные электроны. "На нашей установке работает много физиков и информатиков из России, и все они необыкновенно талантливы", - сказал профессор.

Надо особо подчеркнуть, что в отличие от знаменитого Большого адронного коллайдера, где Россия имела статус наблюдателя и только сейчас намерена стать полноправным членом, в проекте XFEL мы абсолютно равноправные партнеры, начиная со стадии проектирования и строительства до конкурсного отбора будущих исследовательских проектов. Наши представители входят в администрацию проекта, финансовый и научный комитеты. Одним из научных директоров является Сергей Молодцов, который долгое время был профессором Дрезденского университета.

Сразу же после открытия лазера ученые стали строить планы, какие возможности он открывает в различных областях науки. Выпускник МГУ и кандидат физических наук Дмитрий Хахулин рассказал "РГ", что его научная группа собирается изучать химические реакции, происходящие под воздействием оптического излучения. "Это уникальный, прибор, потому что энергия фотонов превышает по мощности энергию, доступную нам до сих пор", - отзывался о XFEL молодой российский физик. Концентрацией физического знания назвал XFEL другой молодой ученый из России Михаил Пергамент. Российские участники проекта подчеркнули, что работа на новой установке доступна всем ученым, для этого надо подать заявку, которая будет оценена авторитетными экспертами.

Уже проведены первые конкурсы для проведения экспериментов на уникальном лазере. По числу выигранных грантов лидируют немцы, что и понятно. Ведь в стране эта наука давно и активно развивается. На втором месте - американцы, у которых богатый опыт работы на подобных установка, а на третьем - наши ученые, чьи заявки показали высокий научный уровень. Планируется, что эту площадку будут ежегодно посещать несколько сотен экспериментаторов из России.

"Российская дипмиссия будет оказывать самое активное содействие в дальнейшем сотрудничестве между российскими и германскими научно-техническими кругами", - сказал корреспонденту "РГ" посол Российской Федерации в Германии Владимир Гринин. Он отметил, что проект XFEL станет "образцом того, что нам нужно делать в политике, ибо он наглядно демонстрирует, как благодаря российской инициативе возникло такое благое начинание".