Встретились как-то гуманитарий и технарь...

10 февраля 2015 г.

За столом друг напротив друга сидели я и Юрий ДЕМИДОВ – молодой ученый из Петербургского Института ядерной физики им. Б. П. Константинова. Юра в прошлом году занял первое место на конкурсе на соискание премии губернатора Ленинградской области среди научно-исследовательских работ. А это вам не шутки, а 40 000 рублей! Повезло! Сегодня Юре предстояло в формате «для чайников» рассказать мне о своей работе-победительнице «Химия элементов острова стабильности». Не повезло! Да и у меня задачка была не из простых - взять интервью из области, по которой в школе у меня было «3» - в журнале, «2» - в уме… В общем, все было как в анекдоте: встретились как-то гуманитарий и технарь…

Кроме школы, физиков я видела только в КВН: да-да, та самая сборная ФизТеха из города Долгопрудный. Думала, врут и не краснеют: веселых и находчивых ученых не бывает! Но с каждой минутой беседы с Юрой мой стереотип о скучной жизни физиков таял на глазах…

- Я из Сарова – это закрытый городок в Нижегородской области, где раньше делали ядерное оружие. Поэтому у нас как-то было принято – либо ты занимаешься физикой, либо ты - врач, - улыбается Юра, отвечая на мой вопрос о выборе профессии. - А потом поступил на физический факультет СПбГУ. Признаюсь, мои успехи в университете были не настолько блестящие, чтобы я мог сказать: всё, посвящаю жизнь физике! Но я пытался, пробовал что-то делать… Видимо, мои старания отметил научный руководитель: по окончании моего обучения в 2011 году он предложил мне место в ПИЯФе, где работает еще один его бывший ученик. Меня все устраивало, и я думал, что жизнь будет продолжаться в том же размеренном темпе, но… Здесь началась работа, о которой в университете я даже и подумать не мог!..

То есть ученье и бой оказались радикально разными вещами?

- Нуу... физика – она везде одна! В этом плане ничего не меняется. Меняется отношение. Раньше мы ходили на занятия, слушали лекции, кто-то спал… мы были уверены, что в этом и заключается занятие физикой! Ан-нет! Тут работа кипит: определение проектов, составление планов, решение задач, отчеты и сроки, сроки, сроки… Мы (мой руководитель и его пять учеников) занимаемся теорией. То есть моделируем на компьютере результаты экспериментов. Это достаточно сложно, поэтому у каждого есть своё направление работы. Я, например, занимаюсь изучением сверхтяжелых элементов.

Звучит уже страшно…

- В Дубне получают такие вот элементы и пытаются исследовать их химические свойства.

То есть, по сути, это расширение таблицы Менделеева?

- Да! Последние элементы были открыты в 2006-2008 годах: 112-й Дубний (назван в честь Дубны) и 114-й Флервий (Г. Н. Флеров – первый руководитель лаборатории ядерных реакций в Дубне). В этом году сделали эксперимент по изучению 113-го элемента – но нечетные сложнее для эксперимента, чем четные…

Как вообще, гипотетически, можно открыть новый элемент?

- Нужно создать новое ядро. Берется тяжелое ядро элемента, и в него начинают стрелять другими ядрами. Например, чтобы получить 114-й элемент, берется мишень из Америция и в неё стреляют изотопами Кальция. Стреляют достаточно часто, - вдруг добавил Юра таким голосом, как будто ему искренне жаль обстрелянный Америций.

Почему именно Кальция? – совершенно случайно выдала я вопрос и не успела предупредить, что отвечать не обязательно…

- Нужно, чтобы легкое ядро содержало как можно больше нейтронов, - тут моя бровь взлетает вверх, и наступает двухминутная пауза. Мы молча смотрим друг на друга. Юра вспоминает, с кем разговаривает, и в комнате раздается наш оглушительный смех. - Ну как тебе доступнее объяснить? Понимаешь, есть такие ядра – магические, а то и дважды магические. - Этим самым «волшебством» Юра только усугубил ситуацию – нас накрыла вторая волна смеха. - Да я же серьёзно! Это очень редкий процесс, когда два ядра сталкиваются и получается третье. В основном они распадаются. Вероятность же того, что сольются воедино – очень низкая. Эти ядра пока еще получают в количестве 1-2 атома в неделю. При этом каждый раз проделывается колоссальная работа. В основном измеряется температура, при которой атом прилипает к поверхности металлов. Она может варьироваться от комнатной до температуры жидкого азота. - Моя бровь снова на низком старте, но Юра уже приноровился. - Это примерно –200 градусов по Цельсию. От горячей поверхности элемент может отскочить, к более холодной – должен прилипнуть. Мой руководитель Анатолий Владимирович Титов придумал некий метод расчета, который позволяет изучать свойства тяжелых и сверхтяжелых элементов. Когда у элементов много электронов – моделировать сложно. Поэтому он разработал способ, при котором можно убрать часть электронов, при этом не изменив химические свойства элемента.

А как вы моделируете? На чем производите расчеты?

- Можно и на обычных компьютерах – но это очень долго. Поэтому лучше использовать суперкомпьютеры. Они похожи на несколько… холодильников! То есть это только системные блоки, а работаем мы с ними через Интернет. Кстати, их разрабатывают в России.

Это уникальная технология?

- Нет. Но достаточно конкурентоспособная – то есть не как отечественные автомобили, - улыбается Юра. – Правда, основные узлы производятся в Китае, у нас – только начальное проектирование и конечная сборка.

Работа на компьютере достаточно рутинный труд…

-Да, и поэтому требует очень большого объема внимания. А соотношение, что ты делаешь и что из этого оправдывается: 1% из 100, может быть, чуть больше. Максимум 5%, но это навряд ли. КПД нашей работы не самый большой, но окупается многократно при удачной постановке эксперимента.

- Но тут важнее качество, а не количество?

- Несомненно. Практикам нужны наши расчеты, потому что у них не так много финансовых и технических возможностей для экспериментов. У них практически нет права на ошибку. Они должны предварительно знать какие-то результаты и под них подгонять свой эксперимент. Который, как правило, удовольствие не из дешевых. Яркий пример, насколько это кропотливый труд, – как раз моя научно-исследовательская работа. Достаточно давно, лет 50 назад, была высказана гипотеза, что более тяжелые ядра распадаются значительно медленнее. Чем тяжелее ядро – тем медленней. Такие ядра называют островом стабильности. Остров стабильности – это сверхтяжелые элементы, которые живут очень долго, а может, когда-нибудь будут жить бесконечно. На сегодняшний день это 2-4 секунды.

И это долго?!

-Да! И за это время их надо ещё успеть изучить! Неделю экспериментаторы получают два атома, которые через 2 секунды распадутся. Вот как раз пример трудоемкости нашей работы, который я хотел привести.

Зачем молодые ученые участвуют в конкурсах на лучшую научно-исследовательскую работу? Если исключить финансовую сторону вопроса. Это путь к ученой степени?

- Ученую степень дают научные статьи, которые потом, надеюсь, превратятся в мою диссертацию. Мы постоянно участвуем в разных конкурсах. - И тут Юра, немного смутившись, на полтона тише добавил: - Я обычно выигрываю… Перед нами много задач, много исследований – мы просто описываем их на бумаге. Чем больше дипломов – тем на более высоком уровне конкурсов ты можешь участвовать. Это своего рода соревнование - просыпается азарт! Это и есть увлечение от работы: заранее рассчитать, куда можно подать и какие шансы выиграть с твоей темой. Ведь одну и ту же работу нельзя подать дважды. Важно заинтересовать в заявке физика, который будет это читать. А это, как ты догадываешься, непросто…

А что дают исследования и эксперименты «простым смертным»? Точнее, можно ли результат практики увидеть в быту?

- Если честно, исследование сверхтяжелых элементов имеет чисто фундаментальную основу. Но результатом определенных эффектов при их изучении может стать лечение рака с помощью радиоактивных элементов. Теоретически это возможно. Но это очень сложная кухня. Все ещё впереди…

А какие физические открытия нас могут ждать в ближайшие 10 лет?

- Ой, я не знаю, если честно. – Смеется. - Но точно могу сказать, что сейчас физика развивается очень быстро. То, на что раньше требовалось 100 лет – сейчас происходит за 10. Например, все элементы, которые есть в седьмом периоде таблицы, - тут Юра кидает на меня снисходительный взгляд и начинает чертить в воздухе клетки: - Это таблица Менделеева. У неё есть периоды…

Да знаю, знаю я, что такое периоды! - смеюсь я, оценив «подкол» собеседника.

- Гуманитарии не совсем потерянные люди!

- Ну слава Богу! – Юра наигранно вздыхает. - Так вот, в седьмой строчке все элементы получены. Следовательно, пора переходить на восьмую. Случится ли это в ближайшие 10 лет? Хотелось бы верить.

Какому уровню соответствуют работы, проводимые в ПИЯФ?

- ПИЯФ, безусловно, работает на мировом уровне, на достаточно высоком. Сейчас у нас строят ПИК – уникальную установку для исследования ядерной физики. Если все пойдет по плану и его запустят, мне кажется, будет приезжать очень много ученых из-за границы, чтобы проводить у нас свои эксперименты. Какую-то часть времени будет использовать сам ПИЯФ, какую-то продавать гостям. Это обычная практика в науке.

Последний мой вопрос был чисто техническим:

- Юр, а пришлешь мне фотографию с награждения? Хочу разместить иллюстрацией к статье. (В декабре прошлого года в Смольном победителей конкурса торжественно поздравлял губернатор Ленинградской области Александр Юрьевич ДРОЗДЕНКО).

- А я не приехал на награждение – у меня День рождения был.

Как? Променял губернатора на торт?! – Смеюсь я.

Юра улыбается в ответ. Физики – они такие, все-таки загадочные люди…

Катерина ИВАНОВА

Спектр-Гатчина, № 4 от 4 февраля 2015 г.

Читайте также