Источник: сайт нижегородский препринимателей "Биржа"
Фото: сайт РАН
Исследования экстремальных световых полей были включены в число комплексных фундаментальных программ Президиума РАН. Весомый вклад в их реализацию сделали нижегородские ученые.
Развитие современных мощных лазеров открыло пути их применения в самых разнообразных, порой неожиданных областях: медицине, биологии, метрологии, геофизике, промышленном производстве. Но физиков, занимающихся фундаментальной наукой, они интересуют еще и как инструмент, с помощью которого можно изучать, например, вакуум, понять его пространственно-временную структуру, что в итоге способно серьезно изменить наши представления об общей структуре природы.
Подвести итоги работы за 2014 год по программе «Экстремальные световые поля и их приложения» ее участники собирались накануне нового года в Нижнем Новгороде. И хотя тринадцатый номер, который присвоен этой программе, даже в академических кругах принято считать не приносящим удачи, судя по результатам, процесс идет вполне плодотворно. Программа рассчитана на три года и включает 42 научных проекта, которые выполняются в 19 институтах, расположенных по всей стране. Координаторами программы являются академики Сергей Багаев и Андрей Гапонов-Грехов.
О некоторых аспектах исследований участники рассказали корреспонденту еженедельника «Биржа».
Сергей Багаев, академик РАН, директор Института лазерной физики СО РАН (Новосибирск), член Президиума РАН:
— Место проведения совещания было выбрано, разумеется, не случайно. Институт прикладной физики РАН является одним из лидирующих центров в России, занимающихся лазерной физикой. Их два в стране: Институт лазерной физики в Новосибирске, где работаю я, и Нижегородский ИПФ. Но каждый идет своим путем. Оба направления по-своему ценны, и важно иметь опыт в каждом из них. В нижегородском институте создана петаваттная система, и это сегодня единственный результат в России, сейчас идет работа над 10-петаваттной системой. В ИПФ не просто хорошо поставленная теоретическая работа, хотя теоретики здесь сильные — такие, как Александр Михайлович Сергеев и его ученики, но и действует мощное экспериментаторское направление во главе с Ефимом Хазановым.
Что касается самой программы, то, с моей точки зрения, она является одной из лучших среди программ Президиума РАН. В ней значима интеграционная междисциплинарная составляющая, в решении задач участвуют не только физики, но и химики, биологи, материаловеды. Не случайно именно на это обстоятельство было обращено особое внимание на заседании Президентского совета, проходившего недавно в Санкт-Петербурге.
Ефим Хазанов, член-корреспондент РАН, руководитель отделения нелинейной динамики и оптики ИПФ:
— Наша программа ориентирована на фундаментальные исследования и напрямую не рассчитана на коммерческий результат. Но ведь когда-то и всем привычные сегодня микроволновки, и сотовые телефоны родились как результат фундаментальных исследований.
Эта программа отличается тем, что в ней много разделов, объединенных уникальными свойствами экстремального света, использование каждого из них создает достижения фундаментального характера, но какое из них приведет в будущем к прорыву — сказать трудно.
Впрочем, некоторые примеры продуктов (в рыночном значении термина) можно назвать уже сейчас. Например, на конференции был доклад о керамике, которая появилась в России только сейчас благодаря нашей программе.
Основу лазера составляет кристалл, но его очень трудно вырастить (особенно если требуются большие размеры), поскольку процесс проходит длительно и при высоких температурах. Это ограничивает развитие лазерной техники широкого диапазона. А керамика позволяет просто заменить кристалл и тем самым снять это ограничение. Керамике легко придать новые требуемые свойства за счет разного рода добавок, что в кристаллах — в силу их природы — сделать крайне трудно.
Нам удалось создать элементы, которые могут быть использованы в лазерах самого разного направления. При этом хочу подчеркнуть, что полученный продукт абсолютно оригинальный, поскольку разрабатывался он в рамках российской программы, и с ним уже можно выходить на рынок, он вполне конкурентоспособен. Наши образцы по качеству соизмеримы с тем, что делают японцы, родоначальники этого направления и его признанные лидеры, и заведомо конкурируют с китайскими образцами.
Есть направление лазеров средней мощности, которые могут быть использованы в технологических процессах, таких, как резка металлов, маркировка. Мы существенно продвинулись в создании таких лазеров, близких по мощности к рекордным значениям мирового уровня. И это особенно важно именно сейчас, когда продажа аппаратуры такого рода ограничена санкциями.
Виктор Надточенко, кандидат физико-математических наук, доктор химических наук, профессор, заведующий лабораторией Института проблем химической физики РАН (Черноголовка), главный научный сотрудник ИХФ РАН (Москва):
— Сейчас в мире направление, связанное с использованием лазера в исследовании биологических клеток, — это бурно развивающаяся отрасль. Лазер хорош уже тем, что не повреждает внешнюю оболочку клетки. Первым таким образом «влез» в клетку более ста лет назад русский исследователь Чехонин. Он придумал делать операции на клетке, используя свет. Тогда он просто использовал интенсивный свет дуги, который фокусировался в микроскопе.
Сегодня главная проблема состоит в том, что биологи пока еще недостаточно понимают возможности этих методов, а физики-лазерщики не до конца понимают проблематику биологии. Так что одним из достижений нашей лаборатории я считаю возникновение некого сплава между физиками и эмбриологами, который позволяет нам лучше понимать друг друга, что дает возможность достигать результатов, о которых говорить не стыдно.
То, чем мы занимаемся, — это новые направления в исследовании биологии клетки. С помощью лазера можно запустить определенный каскад событий и следить за их развитием. Можно проводить и хирургическое вмешательство на отдельных органеллах, а это уже генетическая реконструкция. И третье направление, которое сформировалось, это попытки делать хирургические операции на эмбриональном уровне. Прямой путь к диагностике и лечению ряда заболеваний на самой ранней стадии. Это направление может найти широкое применение и при создании высокопродуктивных видов сельскохозяйственных растений и животных.
