Антон Сененко: Типа дайджест X. Не для всех

Считайте этот пост моим первым и последним личным капризом, потому как понять его смогут только спецы в теме. Обычно, когда я пишу о науке, то пытаюсь на сцену вытянуть максимально упрощённый материал, объясняя сложные вещи «на пальцах». Однако ниже Вы сможете хотя бы краем глаза увидеть закулисье украинской физики. Экскурсия, так сказать. Проходите, руками ничего не трогайте.

Этот текст не мой, не для лайков, не для широкого круга читателей. И публикую я его лишь для того, дабы каждый мог узреть самые важные результаты фундаментальной науки от учёных отделения физики и астрономии НАН Украины. Это базис технологий будущего, которыми будут пользоваться наши дети. Да, дети, не мы.

Делаю я это для того, дабы Вы на секунду понимали, ЧТО в Украине ещё осталось и куда идут бюджетные деньги в размерах меньших, чем стоимость парковочных мест на Михайловской площади.

Для меня большая честь, что я могу этот материал разместить под «брендом» Типа дайджеста. Автор текста и слайдов — чудесный академик-секретарь отделения Вадим Локтев. Спасибо ему за труд. Respect. С его разрешения и публикую.

Кстати, ближе к концу есть список интересных открытий учёных со всего мира, а также немного статистики по физикам в Украине.

Естественно, материал привожу в ОЧЕНЬ сокращённом виде. Это даже скорее выжимки. Полный текст доклада — здесь. Потому если что-то заинтересовало — дерзайте разбираться. Нужна будет связь с авторами — прошу в личку в фейсбуке.

Итак:

«В Інституті фізики Олегом Володимировичем Терлецьким і Сергієм Михайловичем Рябченком разом з колегами з Інституту ядерних досліджень нашої академії, а також Інституту фізики Польської академії наук проведено серію експериментів з дослідження екситонних спектрів у тунельно-зв'язаних квантових ямах. Цікаво і, гадаю, принципово, що і ідея експериментів і їх виконання належать українським дослідникам, а от необхідні за досконалістю і контрольованістю складу зразки для вимірювань вирощувалися у Польщі, тому і дослідження спільне.

Найважливішим результатом, отриманим в Інституті фізики напівпровідників, визнано з'ясування Михайлом Яковичем Валахом разом з співробітниками реального розподілу компонент в напівпровідникових гетероструктурах при їх отриманні методом епітаксіального напилення. В даному випадку мова про самоіндукований ріст германієвих наноострівців на кремнієвій підкладці. Автори роблять наступний загальний висновок: ефекти дифузійного перемішування компонент важливі для світлових наноджерел систем на основі напівпровідників А2В6 та А3В5, оскільки спектр випромінювання може бути наслідком не стільки скінченого розміру вирощеної структури, скільки визначатися її іншим, ніж наперед припускається, елементним складом, який суттєво залежить від дифузії.

В Інституті металофізики Андрієм Миколайовичем Тимошевським і Сергієм Олексійовичем Котречком в серії робіт, спільних з колегами з Національного наукового центру „ХФТІ“, зроблено важливий крок у дослідженні низьковимірних вуглецевих структур, які все ще входять до найбільш досліджуваних у світі об'єктів. Конкретно мова йде про розрахунки нової речовини – карбіну, що є одновимірним ланцюжком з атомів вуглецю. Зокрема, вперше вдалося довести, що міцність скінченого ланцюжка досить сильно залежить від його довжини, а точніше – числа в ньому атомів. Більше того, доведено, що п'ятиатомна молекула має найбільшу міцність серед усіх відомих матеріалів, причому цей результат підтверджується експериментом, хоча останній дає дещо менше значення.

В Інституті теоретичної фізики кращим у 2015 році визнано результат, отриманий Дмитром Анатольовичем Якубовським разом з колегами з Голландії та Швейцарії, який стосується надзвичайно актуального теоретичного питання про природу темної матерії. Справа в тому, що її походження та й взагалі існування у Всесвіті великої кількості прихованої маси залишається загадкою вже понад вісім десятиліть. Якубовським з співавторами у публікації, що вийшла у Phys.Rev.Let., запропоновано оригінальний шлях розв'язання цієї проблеми.

У Головній астрономічній обсерваторії вперше, як зазначається, у світовій практиці виконано, а скоріше, мабуть, завершено, глобальний і повний, якщо брати відстані у приблизно у 6-6.5 тисяч світлових років від Сонця огляд зоряних скупчень нашої Галактики, який виконала Ніна Василівна Харченко. Він, тобто огляд та характеристика кожного скупчення, охоплює загалом 3210 об'єктів. В результаті, встановлено, що з них 3012 скупчень є так званими розсіяними, 147 – кульовими, а 51 – віднесені до зоряних асоціацій.

В Інституті магнетизму Віктором Григоровичем Бар'яхтаром і Олександром Геннадійовичем Данилевичем у співпраці з професором Київського національного університету імені Тараса Шевченка Віктором Анатолійовичем Львовим розглянута задача щодо взаємодії спінових і пружних хвиль. Нагадаю, що вперше взаємодію таких хвиль в області їх перетинання розглянули В.Г.Бар'яхтар і С.В.Пелетминський разом з своїм вчителем О.І.Ахієзером, отримавши резонансне розштовхування, яке стало класичним, та повне перемішування відповідних мод. Але мова йшла про їх дисперсії. Тепер задача поглибилася і полягала, по-перше, у розгляді подібного перемішування в околі структурного фазового перетворення, а по-друге, у врахуванні і з'ясуванні ролі затухання. Особлива увага була приділена мартенситним перетворенням у матеріалах з ефектом пам'яті форми.

В Інституті прикладних проблем фізики і біофізики Володимиром Олександровичем Соколовим в спеціально створеній плівковій полімерній матриці, що містила метало-комплекси кобальту та міді у певному співвідношенні, виявлено світло-поглинання, яке досить сильно залежить від температури. Зокрема, виготовлено плівковий зразок, в якому при зростанні температури від 30 до 90 С квантовий вихід флуоресценції родаміну зменшувався більше, ніж у два рази, а довжина хвилі спектрального максимуму при цьому збільшувалася на 12-14 нм, причому ці зміни мали оборотний характер і не залежали від кількості повторювань. Автор вважає, що спостережене явище може бути важливим для застосування у внутрішньо-резонаторних лазерних системах, про свідчить його (тобто явища) патентування в якості корисних моделей.

В МЦ „Інститут прикладної оптики«, як і в попередні роки, вивчалися нелінійно-оптичні явища та прилади, де вони можуть себе проявити. Володимир Анатолійович Коляденко і Віктор Борисович Тараненко у співпраці з Вільнюським університетом запропонували схему і експериментально продемонстрували новий тип твердотільного лазера, а конкретно – фотонно-кристалічний мікрочиповий лазер. І чисельно, і фактично за вимірюваннями показано істотне – у 4 рази – зростання інтенсивності випромінювання такого лазера, причиною чому, як доведено авторами, є наявність у фотонному кристалі заборонених кутових зон. Крім того, при відповідній оптимізації кутового фільтра яскравість цього лазера може бути збільшена не в рази, а на два порядки.

У Фізико-технічному інституті низьких температур вперше досліджено течію твердого 3Не, що не було випадковим, а прямо стимульовано відомими аномаліями пластичності твердого 4Не. Треба нагадати, що кілька років тому великий ажіотаж викликало явище, яке, здавалося, свідчило на користь надплинності бозе-кристалу 4Не і отримало назву „суперсолід“. І хоча це явище не підтвердилось, виникла природна ідея перевірити те ж саме на принципово іншому кристалі 3Не, який складається з фермі-частинок. При цьому перевірка не була формальною і вимагала розширення діапазону вимірювальних температур аж до 0.1 К, тоді як раніше подібні вимірювання нижче 0.5 К не проводилися і аномалій не виявили. Робота і за постановкою, і за виконанням експерименту, і, що найсуттєвіше, отриманими піонерськими результатами справляє сильне враження і недарма вона з'явилася у журналі Physical Review B як термінове повідомлення.

ВІнституті радіофізики і електроніки отримано результат з проблеми, яка так чи інакше відома з ХІХ-го століття. Мова йде про неможливість оптичного детектування деталей структури будь-якого об'єкта, коли довжина електромагнітної хвилі більша за його розміри. Таке обмеження має назву „дифракційної границі“ і строго доведене 140 років тому німецьким фізиком і астрономом Ернстом Аббе. Хоча так зване обмеження Аббе фізично зрозуміле і не викликає заперечень, існує, відома, модель оптичної системи (лінза Максвела, яка носить назву „риб'яче око“), що відповідає неоднорідному сферично-симетричному середовищу, з показником заломлення, формула якого показана на слайді. Таке середовище, будучи необмеженим, має ідеальні фокусуючі властивості, завдяки яким, в принципі, дифракційну границю можна подолати. Це цікава і актуальна проблема, якою продовжують займатися у багатьох лабораторіях. Але оскільки нескінчених середовищ не існує, робляться численні спроби послабити обмеження Аббе, використовуючи моделі з неоднорідним показником заломлення. У цьому напрямі Леонід Олександрович і Вадим Леонідович Пазиніни разом з аспіранткою Ганною Олександрівною Слюсаренко математично строго встановили, що за будь-якого варіанту обмеженого радіально симетричного неоднорідного середовища подолати класичне обмеження Аббе неможливо.

У Радіоастрономічному інституті у звітному році найважливішою визнано, і це, мабуть, справедливо, роботу Вадима Вадимовича Іллюшина, пов'язану з дослідженням хімічної різноманітності міжзоряного середовища. Завдяки плідній співпраці з американськими колегами з Аризонської радіо-обсерваторії було відкрито наявність у міжзоряному просторі нової молекулярної сполуки, а саме: метилізоціанату. Ідея проведення радіоастрономічного пошуку цієї молекули виникла за результатами дослідження комети Чурюмова-Герасименко, яке було нещодавно виконано космічним апаратом Розетта і визнано як одне з найбільш грандіозних інженерних досягнень людства. Аналіз випаровувань проведений спусковим модулем Філи виявив присутність у реальній речовині цієї комети метилізоціанату. Поєднання спектроскопічних досліджень, виконаних у Радіоастрономічному інституті, зі спостереженнями, проведеними на 12-м телескопі Аризонської Радіоастрономічної обсерваторії, дозволили надійно встановити наявність міжзоряного метилізоціанату у молекулярній хмарі в напрямку сузір'я Стрільця. Отримана інформація є дуже важливою для подальшого розвитку хімічних моделей міжзоряного середовища та дослідження зв'язків між складом міжзоряних молекулярних хмар та кометною речовиною. Додам, що, наскільки мені відомо, це вже не перша молекула, відкрита в цьому інституті саме доктором фіз.-мат. наук Вадимом Іллюшиним. Експерименти виконувалися Ігорем Феліксовичем Домніним з колегами, зокрема з Харківського національного університету імені В.Н.Каразіна.

В Інституті іоносфери традиційно виконувалися вимірювання параметрів хвильових збурень над Харковом, які тепер створювалися потужним нагрівним стендом, розташованим поблизу норвезького міста Тромсьо. Виконувані наукові роботи є частиною Програми досліджень геокосмосу НАН України та Європейської асоціації іоносферного розсіяння (НАНУ-EISCAT). Зокрема, вдалося отримати наступні результати: 1) функціонування стенду продукувало суттєве (у 1.5-2 рази) збільшення температур електронів іоносфери над містом Тромсьо; 2) на висотах 200-300 км над Харковом із запізненням у 1-2 години після запуску стенда спостерігалися хвильові збурення, які викликалися цим високо енергетичним джерелом.

У Донецькому фізико-технічному інституті [естественно, он переехал — моё прим.] Володимиром Криворучком і Мариною Марченко проведено моделювання релаксаційних явищ, що спостерігаються у магнітних та резистивних властивостях манганітів поблизу фазового переходу метал-діелектрик. Справа в тім, що з цього досить непростого питання у світовій літературі вже не перший рік триває дискусія щодо сценарію такого переходу в манганітах, які демонструють колосальний магніторезистивний ефект, коли провідність або опір, що те ж саме, під дією магнітного поля змінюється на тисячі відсотків. Це, власне, і свідчить про перехід метал-діелектрик, але фізична причина останнього залишається нез'ясованою. Сформувалося дві, головним чином, точки зору: перколяційний сценарій і так званий традиційний, коли на вільні носії з'являються в результаті їх вивільнення з локалізованого поляронного стану. У дослідженні, про яке йдеться, розглянуті та порівняні обидва ці сценарії.

В Інституті фізики гірничих процесів Едуардом Петровичем Фельдманом з колегами виконано важливе дослідження процесу розвитку газодинамічних явищ у вугільному пласті. В результаті можна говорити, про розробку більш-менш послідовної теорії вибухоподібного руйнування вугільного пласта, який виявляється раптово розвантаженим.

В Інституті фізики конденсованих системЮрієм Григоровичем Яремком разом з польськими колегами проаналізована динаміка релятивістського заряду в пастці Пеннінга. Що таке ця пастка? Це спеціальний пристрій, який за допомогою однорідного магнітного і неоднорідного електричного полів може довгий час зберігати заряджені частинки. Наприклад, у ЦЕРНі такі пастки використовуються для зберігання антипротонів. Робота, про яку йдеться, присвячена опису експерименту, проведеному в Гарварді і результати якого опубліковані у Phys.Rev.Let., звідки взято і зображення пастки. Там досліджувався рух електрону впродовж 10 місяців, а його гіромагнітне відношення та стала тонкої структури виміряні з точністю 14 знаків після коми. Але основною особливістю цих досліджень була необхідність при описі руху електрону врахувати релятивістські ефекти більш точно, ніж це робилося раніше, що власне, і зуміли автори, причому аналітично. Їх підхід базується на використанні еліптичних функцій Якобі та двох інтегралів руху, що дозволило редукувати опис частинки до системи рівнянь для двох ступенів вільності, часова динаміка яких характеризується пов'язаними між собою осцилюючими модами.

В Інституті електронної фізикиЮрієм Миколайовичем Ажнюком, Олександром Васильовичем Гомоннаєм та іншими здійснені дослідження раманівського розсіювання світла у напівпровідникових стеклах на основі халькогенідів миш'яку і показано, що в цих матеріалах внаслідок термічної дії світла можуть формуватися нанорозмірні кристаліти сегнетоелектриків, зокрема Sn2P2S6 і TlInSe2.

Роботи наших теоретиків лягли в основу нових програм вимірювань на деяких детекторах Великого адронного колайдеру в ЦЕРНі після того, як він вийшов на повну потужність.

Самые интересные с точки зрения В.Локтева результаты исследований со всего мира:

– редагування, яке юридично поки що заборонено, геному людини, але китайці його здійснили, а вже на основі їхньої методики американці зуміли так змінити ген малярійного комара, що комариний укус є безпечним для людини;

– створення вакцини проти вірусу лихоманки Ебола, яка вважається світовою небезпекою;

– знаходження у Південній Африці останків раніше невідомого виду людської істоти, який на думку фахівців є останнім перехідним ланцюгом на шляху від австралопітека до сучасної людини;

– не відтворюваність у психології, або спеціальне дослідження, яке довело, що у психології не більше 40% результатів вдається підтвердити, що ставить під сумніви багато з відомих висновків і тверджень цієї науки;

– нові дані про планету Плутон завдяки місії New Horizons; на фантастичних за точністю кольорових знімках, що передав апарат, є рухомі льодовики, блакитна димка над планетою і ще багато чого, що було невідомо;

– відкриття потужних струмин в мантії Землі, або величезних течій гарячих порід, завдяки чому відбувається рух континентів.

Це основні прориви за версією 'Science«, але є й інші списки, з яких я відібрав фізичні результати, які мені здалися знаковими:

– створення найменшої лампочки з графену, що світить у видимому діапазоні; іншою мовою, запропоновано новий тип широкосмугового випромінювача, що знімає перепони на шляху до створення гнучких, прозорих дисплеїв товщиною в один атом та швидкодіючих пристроїв, де світло відіграватиме роль електричного струму;

– синтез другого двовимірного матеріалу, що складений лише з одного елементу – бору, а сам матеріал отримав назву борофен; технологія його отримання полягає не у відшаруванні моношарів від обємного матеріалу, як при отриманні графену, шари якого фактично складають графіт, а лише через епітаксіальне напорошення бора на срібло;

– перше спостереження надпровідності при температурі, вищій за 200 К, у сірководні H2S при тисках, більших за 150 ГПа, яка рівно на 40 К піднімає попередній температурний рекорд;

– спеціалізований портал Physics World перше місце з фізики віддав роботам з телепортації, в яких здійснено передачу двох ступенів вільності фотона; такий процес не передає на скінчену відстань ані енергію, ані масу, але передає інформацію, причому в цій роботі йдеться про дві, а не одну ступені вільності – спін і орбітальний момент;

– нарешті, хочу проінформувати, що дослідження нейтрино в усіх їх проявах офіційно оголошені головним пріоритетом американської ядерної фізики на найближче 10-ліття; за задумом мають бути відкриті антинейтрино, що, можливо, допоможе у вирішенні проблеми баріонної асиметрії.

Его мысли по поводу общего состояния дел украинской науки и отделения физики и астрономии:

Далі ви бачите структуру сучасної науки в різних країнах і світову публікаційну активність. Це дуже інформативні діаграми, оскільки показують,що 20 країн, де нема України, публікують 80% робіт і що структура так би мовити науки у нас відмінна від західної. У країнах, що розвиваються, пріоритети – це інженерні і комп'ютерні науки, в країнах, де влада звітує перед суспільством щодо витрат на науку, перед веде, зрозуміло, медицина і все, що з нею зв'язано. У нас, на жаль, за 25 років незалежності нічого не змінилося – тотальну перевагу мають фізика, хімія, математика, матеріалознавство.

дним з головних показників для будь-якої організації тепер вважається публікаційна активність. Як наукова спільнота ми сильно програємо вченим інших країн і, як видно, пропустили початок тисячоліття, коли у багатьох з них наука стала чи не основним чинником розвитку. Ми говорили про це неодноразово, проте зрушити проблему з місця і здійснити щось результативне не вдалося.

Крім того, знову ж таки, якщо говорити про нас, залишається питання про місце публікацій. Не можу при цьому не нагадати, що в Україні аномально багато видань входить у так званий офіційний ДАКівський список, тобто в них можна публікуватися на предмет отримання наукового ступеня. Це надзвичайна кількість і навряд чи рівень переважної більшості з них сприяє підняттю рівня фізики, у тому числі в академії. Лише кілька з них мають імпакт-фактор, або включені у міжнародні бази і це в основному журнали академічних установ. Може, деяка пертурбація, яку ймовірно переживатиме МОН, якось відіб'ється на цій кількості, принаймні, хотілося б на це надіятися.

Наступне питання для звіту – кадровий склад. На екрані ви бачите, що є наше відділення на 1 січня 2016 року, де показані певні інтегральні цифри.

Далі показані вікові статистичні дані. Видно, що ситуація досить тривожна і розв'язати її силами тільки академії, на мій погляд неможливо. Як видно, і доктори, і кандидати тримаються на певному, досить високому рівні, і вік докторів виявляє деяку – вже багаторічну – тенденцію до зростання.