Какие науки важны для Президента?

В Выставочном центре СО РАН состоялась пресс-конференция с молодыми учеными СО РАН - кандидатами наук, получившими гранты Президента РФ. Размер гранта составляет 600 тысяч рублей в год на исследовательскую группу и рассчитан на два года.

Области исследования, для которых была выделена государственная поддержка, разнообразны: археология, медицина, физика, химия, геология и так далее. Встреча получилась достаточно фрагментарной, но насыщенной информацией о проведении археологических раскопок, поиске месторождений полезных ископаемых и создании квантового компьютера.

Жанна Валерьевна Марченко из Института археологии и этнографии СО РАН занимается углеродным датированием археологических памятников эпохи неолита и бронзы в лесостепной полосе Обьиртышья.

— Традиционно археологи датируют комплексы по предметам. В таком качестве выступает характерная посуда и изделия из металла - ножи, браслеты. А с помощью этого метода можно более точно определить возраст биологического материала по соотношению радиоактивного углерода в нем.  Мы применили углеродное датирование на грунтовом могильнике Тартас, и выяснилось, что периоды ранней и развитой бронзы были раньше, чем принято считать: ранняя бронза – на 1000 лет, развитая – на 500.

О своих разработках рассказали сотрудники Института геологии и минералогии  СО РАН им. В. С. Соболева с общей фамилией Кох. Однако профессиональные интересы супругов лежат в плоскостях, далеких друг от друга.

Светлана Николаевна занимается так называемыми плавлеными породами, они образуются в результате горения газа, например, в грязевых вулканах. При горении температура газа  может достигать 2000 градусов, температура, до которой нагреваются вмещающие породы, несколько ниже — 900 градусов. В результате такой «обработки» и появляются плавленые породы. Окончание действия грязевого вулкана  не значит, что весь газ или вся нефть вышли, просто произошел сброс избытка давления, а резервуар остался. Грязевые вулканы очень быстро разрушаются, единственный шанс их обнаружить — если было огненное явление и образовались плавленые породы, которые очень устойчивы в процессах выветривания и разрушаются в последнюю очередь. Таким образом  были найдены грязевые вулканы возрастом 4, 5 и 16,5 миллионов лет на территории Израиля и Иордании.

— Я хочу доказать, что присутствие такие пород говорит о том, что здесь был грязевый вулкан, а значит есть неистощенный запас нефти и газа под ним.  Есть еще одна область применения: обычно такие породы близки или идентичны некоторым технологическим продуктам, например, огнеупорным керамикам. На природных образованиях можно изучать длительное воздействие щелочных вод и окислительной атмосферы с тем, чтобы понять, как подобные вещества себя ведут, и дать рекомендации  для производства огнеупоров близкого состава.

Константин Александрович изучает допирование кристаллов.

— Сейчас только подступили к изучению терагерцового диапазона излучения, которое очень хорошо подходит для использования в системах безопасности, — издалека приступает он к рассказу о своей работе. — В данный момент один из самых перспективных способов образования такого излучения – преобразование лучей на линейно-оптическом кристалле. Собственно я занимаюсь кристаллами GaSe (галлий-селен), которые и позволяют получать терагерцовое излучение. Однако у этого материала есть ряд существенных недостатков, которые мы пытаемся преодолеть. Кристаллы GaSe имеют высокую способность раскалываться и очень низкую твердость по шкале Мооса: меньше 1, то есть если просто провести по кристаллу пальцем, то мы его поцарапаем. Твердость нужна для того, чтобы при оптически-линейном образовании можно было определенным образом вырезать пластинку относительно структуры кристалла.  В противном случае у кристалла низкая эффективность преобразования, потому что часть лучей отражается. Свойства кристалла можно изменить путем допирования - добавки разных элементов в структуру соединения. Для своих экспериментов мы  выбрали (In) индий и (S) серу. Мы хотим изучить, как распределяются примеси в кристаллах и как это влияет на микропрочность образцов.

Мария Станиславовна Котельникова представляет Институт гидродинамики СО РАН им. М. А. Лаврентьева  и Новосибирский государственный университет. Область ее научных интересов – моделирование магнитного поля земли.

— Это позволит нам получить больше знаний о картине окружающего мира. Существование магнитного поля определяет именно те формы жизни, которые мы сейчас наблюдаем. Если посмотреть на ближайших соседей по солнечной системе: Марс и Венеру, то мы увидим, что у них магнитное поле тоже существует, но оно в тысячи раз меньше у Марса и в десятки тысяч – у Венеры. Это одно из возможных объяснений отсутствия жизни в привычной форме. Модель, которой придерживаются сейчас, называется «геодинамо», согласно ей Земля состоит из  твердого ядра, жидкого ядра, мантии и земной поверхности. Внешнее жидкое ядро заполнено проводящей жидкостью, в нем происходит направленное движение жидкости за счет вращения земли и за счет формирования неравномерных тепловых и концентрационных потоков. По сути, в этом слое работает динамомашина, которая создает наблюдаемое на поверхности магнитное поле. 

Завершали встречу два проекта, которые наиболее близки каждому человеку: один из них посвящен репарации (восстановлению) ДНК в организме, другой – созданию компьютера большой вычислительной мощи.

Никита Александрович Кузнецов из Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН занимается изучением ферментов, которые запускают программу репарации ДНК.

— Мы работаем с узкой областью – с ферментами репарации, которые удаляют ДНК-окислительные повреждения. Мы пытаемся создать систему для определения репарационного статуса организма человека, то есть в принципе понять, насколько организм может противостоять накоплению повреждений в ДНК. Зная, как работает фермент мы можем либо подавить активную репарацию, что нужно, например, при химиотерапии (активная репарация снижает ее результативность), либо, наоборот, зная, что человек будет, например, подвергаться воздействию радиации, стимулировать систему репарации.

Илья Игоревич Бетеров из Института физики полупроводников СО РАН им. А. В. Ржанова вместе со своим единомышленниками работает над созданием квантового компьютера.

Квантовый компьютер по сравнению с обычными обладает преимуществом. В классическом компьютере – набор регистров, каждый из которых находится в одном состоянии:  либо один, либо ноль. В квантовом компьютере бит может находится в суперпозиционном состоянии, то есть можно кодировать не одно число, как в обычном компьютере, а несколько. Это позволяет решать задачи с большим объемом вычислений, так называемые задачи экспоненциальной сложности. Например, в алгоритмах факторизации больших чисел, важной для криптографии, или поиске в неупорядоченной базе данных.

— Идея квантового компьютера в том, что в качестве регистра мы используем холодные атомы в оптической решетке,  то есть пространственно-периодическом потенциале, который создается полем лазерного излучения. Для того, чтобы работать с такими атомами их нужно сначала охладить в магнитооптической ловушке. Далее для того, чтобы управлять их взаимодействием, нам нужно перевести атомы в ридберговское (высоко возбужденное) состояние  и научиться обращаться лазерным излучением к каждому атому индивидуально.  В этом и есть основной смысл нашего проекта.

www.COPAH.info