Эксперт Эксперт - Эксперт № 46 (2013)
Но пока и в ННГУ, и в ИПФ рассчитывают на государственную поддержку исследований мозга в рамках программ развития фармацевтической промышленности и робототехники. В частности, по использованию нейроуправляемых систем в робототехнике.
Заглянуть внутрь Вселенной и скважины
Грант, полученный профессором Стокгольмского (Чалмерского) технологического университета Леонидом Кузьминым для организации лаборатории в Нижегородском техническом университете, предусматривал разработку приемников терагерцевого излучения, необходимых для решения важнейшей задачи фундаментальной физики — выяснения природы сил, вызывающих ускорение расширения Вселенной. Этот феномен объясняется наличием во Вселенной темной энергии и темной материи. Для понимания природы этих явлений требуется детальное знание картины реликтового излучения на субмиллиметровых волнах. Профессором Кузьминым был предложен и успешно реализован болометр (прибор для регистрации фонового космического излучения) на холодных электронах, который представляется самым вероятным кандидатом на то, чтобы стать датчиком нового поколения, способным детектировать реликтовое излучение.
Соруководитель гранта проректор по развитию Нижегородского технического университета Михаил Ширяев объясняет: «Мы решили основную задачу. Создана уникальная лаборатория, и можно смело говорить, что это лаборатория криогенной наноэлектроники мирового уровня. Сформирован коллектив — команда из сотрудников нашего и стокгольмского университетов, представителей других промышленных и образовательных учреждений». Теперь в России только этой лаборатории под силу решать все задачи, связанные с разработкой болометрических систем для высокочувствительных приемников. Причем не только для астрофизических исследований.
Заместитель руководителя по научной работе этой лаборатории, ведущий научный сотрудник ИПФ Вячеслав Вдовин рассказывает, что, например, нефтяники хотели бы поместить ядерно-магнитно-резонансный томограф в скважину для ее подробного изучения, и добавляет: «Но для томографа нужен криостат, а привычные криостаты поместить в скважину невозможно. Нам пришлось разработать криостат, который охладит сверхпроводящий магнит в скважине». И лаборатория уже начинает предлагать свою разработку нефтяникам.
Кроме того, во всем мире в настоящее время прорабатывается возможность организации телекоммуникации в терагерцевом диапазоне. Вместе с НПО «Исток» из подмосковного Фрязино и ИПФ лаборатория работает над созданием терагерцевого коммуникационного канала с пропускной способностью выше 100 Гбит.
Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН (ФИАН) и Российское космическое агентство в 2019 году планируют запустить космическую обсерваторию, которая устроена как радиоинтерферометр со сверхдлинной базой: один телескоп в космосе, второй — на Земле. Новая лаборатория — участник этого проекта, сейчас в ней и в ИПФ заняты исследованием свойств материалов, из которых будет строиться обсерватория, при низких температурах.
Нижегородская лаборатория, подчеркивают Михаил Ширяев и Вячеслав Вдовин, безусловно, будет развиваться даже после окончания гранта. Одно из основных направлений ее работы — сотрудничество в рамках европейских проектов. Там появится и возможность заработать. Задача лаборатории — достичь таких результатов, чтобы войти в эти проекты уже полноправными участниками.
Самый мощный в мире лазер
Результаты мегагранта «Экстремальные световые поля и их приложения», выделенного франко-американскому физику Жерару Муру для создания в Нижегородском университете соответствующей лаборатории, позволили сформулировать предложения по строительству в России на базе ИПФ в рамках одного из мегасайенс-проектов самого мощного в мире лазера — мощностью 200 ПВт.
Директор Института прикладной физики РАН академик РАН Александр Литвак: "Если бы рядом с вузами, получившими мегагранты, не было институтов РАН, то вузы не смогли бы эффективно эти мегагранты реализовать"
В этом проекте предполагается создание 12-канальной системы одинаковых каналов лазерного усиления. В рамках гранта, полученного Муру, в университете и ИПФ проведено моделирование каждого канала и всех компонентов и технологий, которые будут использованы в мегасайенс-проекте. Тем самым грант дал возможность разработчикам лазера уверенно сказать, что его архитектура, которую они предлагают, готова к реализации.
Проект был поддержан комиссией под председательством Владимира Путина в числе шести предложений по мегасайенс-проектам. Многие ведущие лазерные школы мира выразили готовность сотрудничать с этим проектом. И не только лазерные: дело в том, что сверхмощные лазеры предполагается использовать для получения электрон-позитронной плазмы в вакууме и для создания компактных ускорителей, способных даже заменить адронный коллайдер.
Еще одно направление исследований связано с проблемой использования видеоимпульсов терагерцевого излучения, генерируемых в результате детектирования фемтосекундных лазерных импульсов, для восстановления изображения недоступных напрямую (скрытых) объектов. Особенно популярно применение терагерцевой томографии для обнаружения на стенах храмов изображения фресок, закрытых более поздним картинным слоем. Профессор Муру — один из инициаторов такой деятельности, ведущейся в Европе в контакте с французским Лувром. Нижегородцы в рамках мегапроекта осуществляют подготовку аппаратуры и компьютерных программ для реализации подобного проекта в России.
Итоги унии
Все, с кем мы беседовали в нижегородских вузах, подчеркивали, что мегагранты только вершина айсберга изменений, происходящих в вузах за последние годы, в результате чего университеты перестали быть похожими на советские вузы. Как заметил Михаил Ширяев, раньше вузы решали задачу освоения бюджетных средств, выделяемых в первую очередь на подготовку студентов. Хотя научные задачи в вузах тоже решались, основой этой деятельности в конечном счете тоже было бюджетное финансирование. Сейчас за каждый грант, за каждый хоздоговор нужно бороться. «Вуз сегодня — это организация, в которой нужно не только заниматься образованием и наукой, но и знать конъюнктуру научно-образовательного рынка, чтобы находить в нем свое место», — объясняет Ширяев. «Мы сумели выиграть мегагранты, потому что были подготовлены к работе над ними благодаря своей многолетней практике. Так, мы получили по различным инновационным образовательным программам 2,5 миллиарда рублей, благодаря чему сумели существенно обновить исследовательское оборудование», — приводит пример Сергей Гурбатов.
Научные и образовательные итоги мегагрантов позволили создать в ННГУ по примеру западных университетов так называемые исследовательские школы, когда несколько руководителей и аспирантов объединяются на основе сходной тематики. Кроме общих научных интересов, обязательным условием создания таких школ является хорошо оплачиваемая работа аспирантов в научных грантах и программах. Две такие школы созданы на основе мегагрантов, то есть при научных коллективах, где есть достаточно большие деньги. Одна из них называется «школа нейробиотехнологии» — фактически это грант Дитятева — Казанцева. Вторая школа — по лазерной физике, где руководители соответственно Жерар Муру и Михаил Бакунов. Кроме того, результаты, полученные в рамках этого гранта, позволили университету наладить тесное сотрудничество с Саровским научным центром, где создают в целях осуществления термоядерного синтеза самую крупную в мире лазерную установку УФЛ-2М. Для работы на этой установке Саровскому центру в течение ближайших двадцати лет ежегодно необходимы 10–15 студентов, специализирующихся на лазерной физике. В университете создана под эту задачу новая кафедра.
Одновременно — в первую очередь на базе гранта Дитятева — Казанцева, — в Нижегородском университете создан Институт живых систем, для которого было реконструировано отдельное здание. Научным руководителем института стал замдиректора ИПФ РАН член-корреспондент РАН Александр Сергеев . В этом институте работают сотрудники разных факультетов университета, Медицинской академии, Института прикладной физики. Сотрудником института является и выпускник ННГУ профессор Алексей Семьянов, работающим в настоящее время на постоянной основе в Японии, где специально для него создали лабораторию по нейродинамике мозга. Зеркальная лаборатория под руководством Виктора Казанцева стоимостью свыше миллиона долларов создана в университете. Ключевой объект нового института — уникальный виварий, предназначенный для содержания иммунодефицитных и генномодифицированных животных, без которых современная биологическая наука развиваться не может. Вивариев такого класса в России больше нет.
