Сотрудники лаборатории клинической иммуногенетики НИИ клинической и экспериментальной лимфологии – филиала ИЦиГ СО РАН совместно с коллегами из МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова» организовали первое в Российской Федерации многоцентровое исследование, в ходе которого провели клиническую апробацию разработанного в НИИКЭЛ метода генетической диагностики глаукомы. Исследование показало: при разработке критериев диагностики заболевания важно учитывать как выявление общих маркеров, так и неоднородный этнический состав регионов России. В перспективе разработка ученых поможет определять предрасположенность или резистентность к заболеванию у родственников пациентов с установленной глаукомой, а также на ранней стадии диагностировать вид заболевания.

Новосибирские ученые в рамках междисциплинарных исследований задумались о возможности ранней диагностики и определения предрасположенности к заболеванию на генетическом уровне. Известно, что родственники пациентов с определенными болезнями в несколько раз чаще, чем остальные люди, страдают от этих же заболеваний. Одинаковые болезни бывают у однояйцевых близнецов, даже если они воспитываются в разных условиях. Круг генов, которые участвуют в реализации этой предрасположенности, известен. Это гены главного комплекса гистосовместимости (они отвечают за индивидуальные особенности строения и состава тканей нашего организма) и многие гены иммунного ответа. Последние участвуют в формировании основных процессов, задействованных в патогенезе заболеваний: воспаления, развития соединительной, рубцовой ткани (склероз и фиброз), регуляции развития кровеносной и лимфатической систем и др. Особенность этих генов – полиморфизм: в разных организмах один и тот же ген может быть выражен многими вариантами.

В настоящее время известен целый ряд генов, ассоциированных с развитием наиболее распространенной формы глаукомы – первичной открытоугольной глаукомы. При этом в развитии заболевания могут участвовать сочетания полиморфизмов различных генов. Всего в ходе исследования анализировались полиморфизмы 19 генов. Задачей исследователей было выявить варианты генома, то есть совокупность разных генов, которые будут ассоциированы либо с высокой степенью предрасположенности к развитию глаукомы, либо, наоборот, с резистентностью к этому заболеванию. Ученые исследовали ДНК пациентов с уже установленной глаукомой и ДНК людей из контрольной группы, не страдавших от этого заболевания.

Первый этап исследования проходил в течение 10 лет в Новосибирске. Его итогом стала разработка и клиническая апробация нового способа прогноза развития глаукомы на основе биоинформационного анализа участков генома.

Следующим этапом работы стали первые в России многоцентровые клинические исследования. В них приняли участие филиалы МНТК в Хабаровске, Иркутске, Новосибирске, Оренбурге, Чебоксарах, Волгограде, Санкт-Петербурге. Исследование началось в 2023 году и сейчас подходит к завершающей стадии.

"В разных регионах нашей страны этнический состав населения заметно отличается. Так, в Новосибирской области преобладает европеоидное население. А, например, в Чувашии порядка 70 % населения имеет монголоидное происхождение. Отдельная сложность – столичные регионы, такие как Санкт-Петербург. Здесь этнический состав населения очень разнообразный. И нужно было проверить, носят ли ранее выявленные нами закономерности общий характер или характерны только для Новосибирской области. Так мы можем ответить на вопрос: нужны российским медикам национальные стандарты для генетической диагностики глаукомы или все-таки полезнее будут региональные", – рассказывает руководитель лаборатории клинической иммуногенетики НИИКЭЛ, д.м.н., профессор, академик РАН Владимир Коненков.

Генетический материал для исследования собирался в семи филиалах МНТК «Микрохирургия глаза» и доставлялся в лабораторию НИИКЭЛ, где и проводилось исследование.

«Практика показывает, что исследования, проводимые по одной методике, но в разных лабораториях, дают неодинаковые результаты. Причины могут быть разные: реактивы и приборы разных производителей, человеческий фактор... Чтобы избежать этих проблем, мы с коллегами решили собранный материал анализировать здесь, в Новосибирске. Это было довольно сложно организовать, поскольку биоматериал требует особых условий для транспортировки», – объясняет Владимир Коненков.

Сейчас генетики и иммунологи совместно с биоинформатиками из ИЦИГ СО РАН и офтальмологами из МНТК «Микрохирургия глаза» обрабатывают этот уникальный массив данных, который позволит решить сразу три научно-практические задачи. Во-первых, эти результаты позволят выявить общие, характерные для всего населения России закономерности распределения иммуногенетических вариантов показателей иммунной системы пациентов с первичной глаукомой и представить в Минздрав РФ предложения по разработке соответствующего Национального стандарта. Во-вторых, выявление региональных особенностей иммунитета у пациентов с глаукомой позволит разработать характеристики оценки его состояния с учетом этнического состава населения. И в-третьих, на основе этих нормативов разработать персонализированные критерии прогноза развития первичной глаукомы в раннем подростковом возрасте с учетом семейного анамнеза и предстоящей профессиональной ориентации.

«Для нас научные разработки в области решения такой социальной задачи как сохранение зрения пациентов с глаукомой являются одними из ключевых. Если мы говорим о любом воспалении в органе зрения, то должны понимать, что ответственность несут некие биологически активные молекулы, такие как цитокины, матричные протеиназы. Есть ли у нас возможность прогнозировать развитие воспалительного процесса в зависимости от исходных уровней этих биологически активных молекул? Нет ли особенностей их продукции при глаукоме или при диабетической ретинопатии? Первые наши исследования, связанные с полиморфизмом генов, отвечающих за продукцию цитокинов, показали, что у пациентов с глаукомой отличия есть», - говорит заведующий научным отделом Новосибирского филиала МНТК «Микрохирургия глаза», д. м. н., профессор Александр Трунов.

Врачи и ученые уверены, что генетическая диагностика предрасположенности к глаукоме имеет большое значение для родственников пациентов, прежде всего для их детей. Фактор предрасположенности или резистентности к развитию болезни необходимо учитывать и при выборе будущей профессии, если она напрямую связана с требованиями к остроте зрения.

«Мы посмотрим, удастся ли выявить в комплексе исследованных генов критические точки, которые могут стать основой для разработки критериев прогноза предрасположенности человека к развитию глаукомы на ранних стадиях. Проверим, позволяет ли ранняя диагностика выявить вид глаукомы, который будет развиваться у конкретного пациента. Сейчас вид заболевания можно определить уже в ходе развития болезни. В результате упускается окно терапевтических возможностей: время, когда на раннем этапе больше шансов справиться с заболеванием», – добавляет Владимир Коненков.

Этот этап исследования еще продолжается. Но уже сейчас можно говорить о том, что в перспективе генетическая диагностика предрасположенности к глаукоме может войти в клиническую практику.

Справка. Глаукома – офтальмологическое заболевание, характеризующееся повышением внутриглазного давления и последующим сужением полей зрения, снижением остроты зрения и атрофией зрительного нерва. Пациент с глаукомой должен постоянно принимать препараты, снижающие уровень внутриглазного давления. Для увеличения оттока глазной жидкости часто требуется хирургическое вмешательство. В настоящее время глаукома является одной из основных причин инвалидности по зрению и слепоты в мире.

Фото: Новосибирский филиал МНТК «Микрохирургия глаза»

По сведениям «Континента Сибирь», глава СУНЦ НГУ (физматшколы) Людмила Некрасова написала заявление об увольнении.

Сразу несколько источников рассказали  «Континенту Сибирь», что директор Специализированного учебно-научного центра Новосибирского университета (СУНЦ НГУ, бывшая ФМШ) Людмила Некрасова покидает свой пост, а возможно, и Новосибирск.

На вопрос о дальнейшей карьере директора физматшколы, собеседники редакции называют несколько возможных вариантов, среди них трудоустройство в Московском государственном педагогическом университете или работа, связанная с научным центром Сириус в Москве или в новом кампусе в Санкт-Петербурге.

Людмила Некрасова, 45 лет. В 2003 году окончила Новосибирский государственный университет по специальности «биология». Работала учителем биологии в лицее № 130.

2018-2021 гг. руководила «Экономическим лицеем».

В 2020 году победила в суперфинале прокремлевского конкурса «Лидеры России», где ее наставником стал председатель правительства РФ Михаил Мишустин.

В 2021 году возглавила физико-математическую школу Новосибирского государственного университета.

В 2023 году получила степень кандидата наук. 

В 2025 году получила орден за вклад в строительство первой очереди кампуса НГУ.

«Континент Сибирь» направил в пресс-службу СУНЦ НГУ запрос с просьбой прокомментировать информацию о вероятных кадровых перестановках в учреждении.

UPD от 12 марта 2026 г.: пресс-служба СУНЦ НГУ ответила только, что «в случае смены кого-либо из руководящего состава школы соответствующая информация обновляется на официальном сайте учебного заведения». При этом, по сведениям «Континента Сибирь», 11 марта в ФМШ уже представлен потенциальный преемник Людмилы Некрасовой — директор новосибирской школы № 216, полуфиналист конкурса «Лидеры России» Александр Ситников. Подробнее по ссылке.

Людмила Некрасова в 2025 году была в числе реальных кандидатов на пост ректора НГУ, который в начале 2026 года занял заместитель министра науки и высшего образования РФ Дмитрий Пышный. Людмиле Некрасовой прочили пост проректора НГУ, что вызвало серьезное напряжение в университетской среде.

Елена Аникина

Фото Михаила Перикова из архива «Континент Сибирь»

Ученые Института цитологии и генетики СО РАН разработали новый гистохимический метод, позволяющий быстро и относительно просто определять наличие в зерне злаков и зернобобовых культур полифенольных соединений – антоцианов, меланинов и проантоцианидинов. Разработка станет полезным инструментом для селекционеров, создающих сорта с заданными свойствами – от функционального питания до пивоварения.

Результаты исследования опубликованы в свежем номере «Вавиловского журнала генетики и селекции».

Полифенолы играют важную роль как для самого растения, так и для человека. Антоцианы и меланины защищают зерно от неблагоприятных условий среды и патогенов, а также обладают выраженной антиоксидантной активностью. Проантоцианидины влияют на технологические свойства сырья: например, в пивоварении их избыток может приводить к помутнению напитка, тогда как в других случаях они, напротив, желательны. Поэтому для селекционеров принципиально важно понимать, какие именно соединения накапливаются в конкретном образце зерна.

Традиционно для такого анализа используют высокоэффективную жидкостную хроматографию и другие химические методы. Они точны, но трудоемки и дороги, особенно если нужно проверить сотни и тысячи образцов на этапе предварительного отбора. Новый подход, предложенный исследователями ИЦиГ СО РАН, позволяет проводить качественную оценку значительно быстрее – с использованием криосрезов зерна и серии стандартных химических обработок с последующей микроскопией.

«Обычно, если речь идет о химическом анализе, делают хроматографию и определяют индивидуальные соединения. Но когда нужно массово проанализировать большое количество образцов, это долго и дорого. Наш метод позволяет, приготовив срезы и посмотрев их под микроскопом, сказать, присутствуют ли в зерне антоцианы, меланины или проантоцианидины», – объяснила старший научный сотрудник сектора функциональной генетики злаков ИЦиГ СО РАН, кандидат биологических наук Олеся Шоева.

Особенность работы заключается в том, что исследователи адаптировали для растительных тканей реактивы, ранее применявшиеся главным образом в медицине – например, аммиачное серебро для выявления меланина. В результате удалось создать протокол, который позволяет различать даже те пигменты, которые внешне выглядят одинаково: например, коричневое зерно может содержать как меланины, так и антоцианы, и без микроскопического анализа их трудно отличить.

«Бывает, что в одном образце одновременно присутствуют несколько групп соединений. Визуально зерно просто коричневое, и непонятно, что именно в нем накопилось. А при анализе срезов видно, в каких тканях и какие классы пигментов присутствуют. Это позволяет качественно определить состав и уже потом отобрать образцы для более детального химического анализа», – отметила Олеся Шоева.

Метод уже проверен на линиях ячменя с различным пигментным составом, а также успешно применен к зернам пшеницы и вики. Важное преимущество – для анализа достаточно одного зерна, что особенно ценно при работе с редким селекционным материалом.

По словам ученых, метод особенно востребован в проектах по созданию сортов для функционального питания – антоцианы и меланины рассматриваются как перспективные компоненты с высокой антиоксидантной активностью. В то же время для пивоваренной промышленности или кормовых целей, напротив, важно отбирать линии без определенных полифенолов.

Разработанный подход может стать эффективным этапом предварительного скрининга в селекции зерновых и зернобобовых культур, существенно сокращая затраты времени и ресурсов при поиске доноров ценных признаков.

Самой посещаемой лекцией научно-популярного марафона «Неделя Дарвина» в Новосибирском государственном университете стало выступление астронома и популяризатора науки Владимира Сурдина. Слушателей собралось столько, что конференц-зал не смог вместить всех желающих: организаторам пришлось открыть дополнительные аудитории с прямой трансляцией лекции.

Владимир Сурдин – известный российский астроном и просветитель, автор более ста научных публикаций и множества научно-популярных книг и лекций о космосе. Его выступление в НГУ было посвящено истории космонавтики и тому, как менялись представления о её будущем. По словам ученого, развитие технологий часто идет совсем не так, как ожидают специалисты.

Сурдин начал с простой мысли: предсказать направление технического прогресса чрезвычайно трудно. История техники показывает, что самые очевидные прогнозы нередко оказываются ошибочными. Например, в первой половине XX века многие были уверены, что будущее пассажирских перевозок принадлежит дирижаблям. Однако вскоре их вытеснили самолеты. Сегодня авиация переживает новый этап развития – все большую роль играют беспилотные аппараты, которые по своим принципам уже мало напоминают привычные самолеты.

«Такие неожиданные повороты – обычное дело для эволюции технологий. И космонавтика здесь не исключение», – отметил ученый.

Еще в конце XX века специалисты считали, что главным направлением развития космонавтики станут большие орбитальные станции с многочисленными экипажами. В 1980-е годы эксперты прогнозировали, что к началу нового тысячелетия на орбите смогут одновременно работать десятки людей. Однако развитие компьютерных технологий и автоматизации изменило ситуацию. Многие задачи, которые раньше требовали участия человека, теперь выполняют автоматические системы. В результате необходимость в больших экипажах резко сократилась.

Похожая судьба постигла и многоразовые космические корабли. В 1980-е годы казалось, что именно «шаттлы» станут основной транспортной системой космонавтики. Но развитие электроники и миниатюризация космической техники изменили ситуацию. Современные спутники стали намного легче, а многие аппараты вообще имеют размер небольших кубиков – так называемых кубсатов. Для их запуска не нужны сверхмощные ракеты.

Сегодня внимание космических держав вновь обращено к Луне – ближайшему к Земле крупному небесному телу. Несмотря на десятилетия исследований, она изучена далеко не полностью.

«Можно сказать, что видимое полушарие Луны мы знаем довольно хорошо. Но не глубоко – в буквальном смысле слова. Глубже примерно полутора метров лунный грунт практически не исследован», – объяснил Сурдин.

Интерес к Луне в последние годы резко вырос. Особенно быстро развивается китайская космическая программа. Китайские аппараты не только успешно работали на видимой стороне Луны, но и первыми совершили посадку на её обратной стороне. По словам Сурдина, китайская космонавтика сегодня развивается темпами, которые можно сравнить с советской космической программой в ее лучшие годы.

Многие космические агентства рассматривают возможность создания постоянных баз на Луне. Однако перед инженерами стоит множество сложных задач. Одна из главных – защита людей от радиации. На поверхности Луны уровень солнечного излучения в сотни раз выше, чем на Земле. Поэтому строительство обычных жилых модулей потребует сложных и дорогих систем защиты. По словам Сурдина, одним из решений могут стать природные укрытия.

«На Луне уже обнаружены входы в подземные пещеры. Если рядом с ними посадить экспедицию, можно использовать эти полости как естественную защиту от радиации. Для первых поселенцев это могло бы стать удобным вариантом», – рассказал ученый.

Однако пока ученые знают о лунных пещерах очень мало. Фактически исследователи видят только входы в них на спутниковых снимках. По мнению Сурдина, именно изучение таких пещер может стать интересным направлением для будущих космических миссий.

«Мы видим только входы в эти пещеры. Но что внутри – какие размеры, какая структура – мы не знаем. Перед тем как отправлять туда людей, нужно провести разведку», – отметил он.

Сделать это можно с помощью небольших роботизированных аппаратов.

«Маленьких роботов можно отправить в эти пещеры, чтобы они исследовали их и передали данные. Это вполне посильная задача. Когда-то мы уже отправляли на Луну луноходы – и до сих пор таких надежных машин ни у кого не было», – подчеркнул Сурдин.

По его мнению, подобные проекты могут стать перспективным направлением для российской космонавтики.

Еще одно важное направление будущих исследований – космические телескопы. Многие астрономические приборы постепенно перемещаются дальше от Земли, где условия для наблюдений оказываются значительно лучше.

«Мы все чаще отправляем научную аппаратуру подальше от Земли, потому что здесь ей мешают тепло планеты и радиопомехи», – объяснил Сурдин.

Особенно остро эта проблема стоит для радиоастрономии. Земля буквально заполнена радиосигналами – от военных систем до мобильной связи. Поэтому ученые ищут места, где уровень помех будет минимальным. Одним из таких мест может стать обратная сторона Луны. Там Земля полностью закрывает большую часть радиошума.

«Для радиоастрономии обратная сторона Луны – почти идеальное место. Китай уже проводил там первые эксперименты, а другие страны тоже рассматривают подобные проекты», – рассказал Сурдин.

По словам ученого, космонавтика переживает новый этап развития. Частные компании создают многоразовые ракеты, государства планируют возвращение человека на Луну, а научные приборы постепенно отправляются всё дальше от Земли. Однако история космической отрасли показывает, что развитие технологий часто идет по неожиданному сценарию. «Кто мог представить в 1950-е годы, что страна, только начинающая восстанавливаться после войны, первой запустит спутник и отправит человека в космос? Технический прогресс умеет удивлять», – напомнил Владимир Сурдин.

И вполне возможно, что следующий неожиданный поворот в истории космонавтики произойдет уже в ближайшие десятилетия.

Сергей Исаев

11 марта в Институте гуманитарных исследований и проблем малочисленных народов Севера СО РАН – обособленном подразделении ФИЦ ЯНЦ СО РАН прошел круглый стол, посвященный трем столпам российской истории на Дальнем Востоке ‒ деятельности II Камчатской экспедиции под руководством В. Беринга, истории Тамгинского железоделательного завода и становлению Тихоокеанского флота в XVIII веке. Эксперты рассмотрели неразрывную связь между государственным указом, научной отвагой и рождением первой якутской металлургии.

Начиная с 1736 года Якутия превратилась в центр мировых географических открытий. II Камчатская экспедиция под руководством Витуса Беринга заложила фундамент академической науки в регионе. Успех экспедиции Беринга был бы невозможен без Тамгинского железоделательного завода. Основанный в 1735 году на реке Тамма (близ современного села Хаптагай), он стал первым металлургическим предприятием на востоке страны. Работая на руде с Ленских столбов, завод снабжал экспедицию жизненно важным металлом, в 1735-1743 гг. завод произвёл более 260 т. кричного железа и более 140 т. «дельного железа». 295 лет тому назад в 1731 году был создан Тихоокеанский флот России с Охотской военной флотилии ‒ первое постоянное военно-морское соединение России на Тихом океане. Созданная указом Анны Иоанновны, она стала первым форпостом империи на берегах Тихого океана.

Круглый стол организован по инициативе депутата Государственного Собрания (Ил Тумэн), советника генерального директора ФИЦ «Якутский научный центр СО РАН» Тихона Николаевича Скрябина. С приветственным словом к участникам обратился исполняющий обязанности директора ИГИиПМНС СО РАН, кандидат исторических наук Степан Алексеевич Григорьев. Он отметил важность междисциплинарного подхода в изучении роли Якутии в становлении Тихоокеанского флота. Модератором круглого стола выступил Анатолий Николаевич Алексеев ‒ доктор исторических наук, профессор и научный руководитель ИГИиПМНС СО РАН. Под его руководством участники обсудили историческое значение экспедиции В. Беринга, историческую роль Якутии и Тамгинского железоделательного завода в становлении российского флота. В мероприятии приняли участие Путятин Александр Геннадьевич ‒ председатель Владивостокского Морского Собрания (г. Владивосток), Спиридонов Леонид Николаевич ‒ министр по физической культуре и спорту Республики Саха (Якутия), глава Хангаласского улуса Сергей Геннадьевич Гребнев, члены Русского географического общества, ученые, студенты, представители Мегино-Кангалассского и Хангаласского улусов.

Александр Путятин напомнил о значимой роли народа саха в становлении Тихоокеанского флота. Исследования этой темы, начатые совместно с учеными из Якутии, продолжатся и в этом году. Проект нацелен на патриотическое воспитание молодежи и сохранение исторической памяти. В завершение своего выступления А. Путятин пригласил якутскую делегацию на празднование 295-летия Тихоокеанского флота.

Научное обоснование темы круглога стола представили ведущие эксперты. Глубокий исторический анализ подготовили сотрудники ИГИиПМНС СО РАН: доктор исторических наук Андриан Афанасьевич Борисов, кандидат исторических наук Пантелеймон Пантелеймонович Петров и кандидат педагогических наук Петр Михайлович Егоров. С докладами также выступили директор ЯНИИСХ ФИЦ ЯНЦ СО РАН, доктор биологических наук Михаил Михайлович Черосов, краевед из Мегино-Кангаласского улуса Айсен Артурович Аммосов и другие исследователи.

Участники круглого стола ознакомились с экспозицией Музея академической науки им. Г.П. Башарина. Представленные артефакты и документы наглядно иллюстрируют этапы освоения северных территорий и вклад якутских исследователей в развитие отечественной науки.

Коллектив российских ученых в сотрудничестве с производителем горно-обогатительной техники «Гормашэкспорт» разработал новые износостойкие покрытия зубьев оборудования для горнодобывающей промышленности. Исследования образцов проводились в том числе с использованием синхротронного излучения (СИ). Детали с новым покрытием уже установлены на промышленные шнекозубчатые дробилки (тяжелая техника для дробления руды, угля и кокса) и проходят эксплуатационные испытания на трех горно-обогатительных и металлургических комбинатах России.

Разработку технологии производства новых материалов для покрытий ведут сотрудники Института теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН (ИТПМ СО РАН), Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ») и ООО «Гормашэксперт» в рамках гранта Федеральной научно-технической программы развития синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры на период до 2030 года и дальнейшую перспективу. 

Во время эксплуатации горнодобывающая техника испытывает интенсивные нагрузки –   сжатие, удары, трение, воздействие агрессивных химических сред, высокие и низкие температуры. Предприятия отрасли заинтересованы в увеличении межремонтного периода и общего срока службы оборудования, этого возможно достичь путем повышения износостойкости самых нагруженных деталей.

«Была разработана технология получения материалов с увеличенным на 25–30 % пределом прочности на сжатие по сравнению с лучшими марками высокопрочных сплавов, используемых в промышленности. Использование новых технологий позволило снизить скорость износа дробящих зубьев в 4 раза по сравнению с серийно выпускаемыми деталями», – рассказывает директор ООО «Гормашэкспорт» Андрей Степаненко.

Ученые создали градиентное покрытие на основе металлической матрицы из железа, вольфрама и молибдена с использованием керамик различного типа и показали, что оно обладает не только высокой твердостью, но и износостойкостью при сохранении пластичности материала.

«При дроблении породы большая часть механической энергии, затрачиваемой на разрушение, превращается в тепло и нагревает материал покрытия. В горной промышленности температура на поверхности зубьев может достигать 400-500 градусов Цельсия. С помощью синхротронного излучения на источниках ВЭПП-3 и ВЭПП-4 в Институте ядерной физики СО РАН мы провели уникальные эксперименты in situ и показали, что прочностные характеристики разработанного материала начинают снижаться только после 1300 градусов Цельсия», - рассказывает заведующей лабораторией «Лазерные технологии», ведущий научный сотрудник ИТПМ СО РАН, доктор технических наук Александр Маликов.

Шнекозубчатые дробилки используются в производстве руд, флюсового известняка, угля, нефтяного кокса и так далее. Например, дробилка известняка на одном из горно-обогатительных комбинатов перерабатывает порядка 700 тонн руды в час.  Во время своей работы зубья испытывают около 35 млн циклов нагрузок. Ресурс серийно выпускаемых зубьев на данной руде составляет 8 тыс. часов. Исследования говорят о снижении скорости износа зубьев с новым покрытием в 4 раза.

Кроме снижения скорости износа, получена конфигурация зуба с эффектом самозатачивания, что приводит к повышению эффективности процесса дробления.

Сейчас промышленные испытания проводятся на горно-обогатительных комбинатах, входящих в структуру «НЛМК», «Евразруда» и «РУСАЛ».

«До настоящего момента мы вели работы, исходя из нашего теоретического понимания материаловедения, металлургии, лазерных технологий. Изучение свойств материалов было ограничено классическими методиками материаловедения, исследованиями с определением разрушающих нагрузок на образцы, фиксацией факта разрушения.  Применение источников синхротронного излучения при создании новых материалов значительно расширяет наши возможности. Эксперименты как под статической, так и динамической нагрузкой с использованием СИ позволяют выяснить, откуда начинают идти разрушения, вычислить очаги разрушения и в дальнейшем предотвратить их появление.

Запуск СКИФа позволит проводить эти эксперименты на принципиально другом уровне, мы сможем исследовать уже крупноразмерные натурные образцы, подвергая их реальным нагрузкам, которые они испытывают в ходе промышленной эксплуатации», – резюмировал Андрей Степаненко.

Пресс-служба ЦКП "СКИФ"

Скажу прямо: я бы никогда не решился взяться за винную классику, если бы не наглядный пример кандидата сельскохозяйственных наук Людмилы Шубиной - главы крестьянско-фермерского хозяйства «Сад Шубиной». Я уже писал ранее об этом эксперименте. Напомню, что в этом хозяйстве практикуется выращивание винограда в огромных пленочных теплицах. Среди выращиваемых сортов есть и поздние сорта, такие как Каберне Совиньон, Саперави и Мускат Гамбургский. Первые два были посажены ради эксперимента. Опыт показал, что они вполне нормально вызревают в закрытом грунте к концу сентября, накапливая до 18% сахара. 

Правда, надо заметить, что большие теплицы площадью 500 – 800 квадратных метров подходят исключительно профессионалам ввиду капиталоемкости и некоторых сложностей в эксплуатации. В одиночку их обслуживать нереально, а потому вряд ли они подходят обычным дачникам. Моя же задача заключалась в том, чтобы создать систему, которой бы мог легко оперировать в одиночку даже человек пожилого возраста. Малогабаритные укрытия подходят для этих целей лучше всего. 

Насколько энергоэффективны такие конструкции? Благодаря общению с сотрудниками Института теплофизики СО РАН мне удалось уяснить для себя всю сумму возможностей накопления тепла в такой системе. Консультации профессиональных специалистов в области теплофизики были очень важны, и надо сказать, что их рекомендации подтвердились практикой. Мне пришлось испытать несколько вариантов систем (опираясь, в том числе, и на рекомендации в специальной литературе), и самой эффективной оказалась именно та система, схему которой подсказали специалисты ИТ СО РАН. 

Самое интересное, что в этой схеме угадываются черты старинных тепличных конструкций, с помощью которых когда-то под Парижем выращивался виноград для королевского стола. Что-то подобное использовалось в нашей стране в северных широтах для выращивания овощей. Принцип здесь простой: одна – прозрачная - сторона обращена на юг, в то время как северная сторона имеет небольшую теплоизоляцию, защищая растения как от холодного ветра, так и от потери тепла. Кроме того, используя для теплоизоляции белое агроволокно, мы дополнительно улучшаем световой режим, позволяя солнечным лучам отражаться от белой поверхности во внутреннее пространство конструкции. Всё пространство на земле вдоль кустов покрывается темным материалом для лучшего накопления тепла. Земля в этом случае будет служить естественным тепловым аккумулятором. Можно использовать и дополнительные средства тепловой аккумуляции – насыпи из грунта, емкости с водой и т.д. 

Таким образом, позитивный опыт четко совпал с современными научными знаниями. Причем, опора на научные знания дает возможность для дальнейшего совершенствования подобной «энергоэффективной» системы выращивания. Данная система достаточно пластичная, позволяющая корректировать некоторые параметры, сообразуясь к срокам созревания того или иного сорта. В число таких параметров входят, например, объем термо-массы и ширина междурядий. Чем позднее сорт, тем, соответственно, больше аккумуляторов тепла и шире междурядья. Понятно, что выращивание поздних сортов окажется хлопотнее и выше по затратам, но это, как я уже сказал, - дело для романтиков и энтузиастов. 

Как показала себя указанная система в нынешнем году? Скажу прямо, что она еще нуждается в дополнительной корректировке, и тем не менее, результаты обнадежили. Так, Маркетт достиг технологической спелости к 30 августа. Сорт Голубок показал к 20 августа все признаки физиологической спелости, а к середине сентября некоторая часть ягод усохла и кое-где растрескалась. Было даже видно, как из треснувших ягод вытекал темно-красный сок. Кислота на вкус не ощущалась вообще. Каберне Юра и Саперави Северный достигли физиологической спелости к середине сентября. А 20 сентября у Саперави Северного отмечалось усыхание значительной части ягод. Кислота на вкус ощущалась слабо (при том, что Саперави Северный отличается несколько повышенным уровнем кислоты). 

А теперь о винной классике. Так случилась, что она испытывалась в менее эффективной системе. И тем не менее, результаты были обнадеживающие и здесь. Так, Алиготе и Совиньон Блан имели признаки физиологической спелости примерно в середине сентября. Мерло и Красностоп Золотовский – примерно к 20 сентября. Общий сбор указанных сортов состоялся в эти сроки. Рислинг убирался на неделю позже – также в состоянии физиологической спелости. Сахаристость белых сортов оказалась на уровне 17 – 18 процентов. 

Конечно, здесь необходимо учесть фактор довольно теплого сентября, совершенно без заморозков. Если бы случился прохладный сентябрь, результаты наверняка оказались бы куда скромнее. Отсюда однозначно напрашивался вывод: если и стоит выращивать винную классику, то использовать для этого необходимо упомянутую выше энергоэффективную систему. Она одинаково подходит как для ранних, так и для поздних сортов. Важно, что здесь весьма удобно управлять тепловым режимом – не только содействуя усилению теплового напряжения, но и наоборот – ослабляя тепловое воздействие при необходимости (например, для ранних сортов в случае избыточного тепла). 

Еще раз подчеркну, что в данном случае речь не идет об интенсивной агротехнике, где используются крупные формировки, объемные шпалеры и регулярный полив. Как я уже сказал в первой части, к техническим сортам эти приемы применять нецелесообразно ввиду снижения качества конечного продукта. Мало того, для объемных формировок и обильно нагруженных лоз сроки созревания затягиваются – в сравнении с компактными формировками при строгом нормировании урожая. Для энергоэффективных систем целесообразно делать так, чтобы была возможность не только накопить дополнительное тепло, но также защитить виноградник от ранних осенних заморозков (благодаря чем можно заметно увеличить сроки вегетации). Насколько мне известно, на интенсивных виноградниках уже первый осенний заморозок становится роковым, прекращая вегетацию (несмотря на то, что после ухода холодов могут вернуться теплые дни, позволяющие дозреть ягодам до необходимых кондиций). По этой причине, кстати, опытные виноградари Новосибирска не высаживают сорта со сроком вегетации более 120 дней. Что касается винной классики, то большая часть сортов из данного списка имеют продолжительность вегетации от 140 дней и выше. 

Как видим, ориентация на винную классику меняет всю философию северного виноградарства. Кстати, здесь необходимо отбросить некоторые стереотипы в отношении сибирского виноградарства. Традиционно считалось, что главным препятствием к развитию данного направления являются сильные морозы. Это такой общий стереотип, принимаемый многими из нас, что называется, по умолчанию. На самом же деле неблагоприятных факторов гораздо больше, и морозы – не самая большая проблема. 

Дело в том, что при стабильном снежном покрове толщиной выше 50 см виноград в укрытии перезимовывает благополучно даже в суровые зимы. Как показывает опыт, самые серьезные проблемы начинаются при переходе от зимы к весне. Если талая вода проникает в укрытие и пропитывает лозы, а также подземный штамб, то в случае многократных скачков температур с плюса на минус спокойно могут повредиться глазки и даже проводящая часть в зоне подземного штамба или многолетних рукавов. Весной на таком кусте почки, естественно, не набухают. Правда, не исключено прорастание почек из подземной части. Но в целом повреждения куста могут оказаться существенными. Очень часто владельцы виноградника винят во всем зимние морозы, что не всегда соответствует действительности. 

К примеру, в ноябре 2022 года случились сильные тридцатиградусные морозы практически при полном отсутствии снега. Так продолжалось почти месяц. Затем морозы стихли и начались снегопады. Зима в итоге оказалась снежной. Весной, в апреле, снег очень быстро растаял, что привело к подтоплению участков. При этом происходили сильные скачки температур с плюса на минус. Это приводило к гибели некоторых кустов. Причем, явление отмечалось в разных местах пригорода Новосибирска. 

Понятно, что многие виноградари решили, будто причиной гибели кустов стали упомянутые морозы в начале зимы (на которые жаловались даже владельцы открытых погребов, быстро промерзших к середине декабря). Отмечу, что корневая система винограда европейских сортов погибает при температуре 6 градусов ниже нуля (у зимостойких гибридов – выдерживает до 12 градусов ниже нуля). Однако, исследуя состояние кустов в весенний период, я убедился, что мороз не затронул даже росяные корни, которые оказались совершенно нормальными (белыми) на срезе. Зато на погибших кустах было обнаружено полное оголение подземных штамбов и надземных многолетних стволов. На некоторых кустах однолетние лозы выглядели так, будто их кору срезали ножом, поддевая ее с внутренней части. Вывод был очевиден: куст пропитался водой во время паводка, а затем попал под скачки температур, когда вода, застывая ночью, разрушала внешний слой всех частей куста. Судя по всему, ранние тридцатиградусные морозы не нанесли винограднику такого ущерба, как быстрое таяние обильного снега во время дружной весны с последующей волной холода. 

Следовательно, лозу необходимо защищать не только от зимних морозов, но также и от талых весенних вод. В последнем случае необходимо организовать такой рельеф виноградника, чтобы талая вода стекала в междурядья, не проникая в зону укрытия куста. Как правило, опытные сибирские виноградари пользуются траншеями с приподнятыми бортиками, которые на зиму плотно закрываются досками. Капитальные затраты здесь немалые, поэтому такой прием уместен только для столовых сортов в интенсивной агротехнике. Для качественного виноделия, о чем мы говорили в первой части, соотношение урожая к площади совершенно другое. Использование такого количества пиломатериала стало бы слишком обременительным делом. 

Упомянутая выше энергоэффективная система позволяет сформировать «правильный» рельеф участка, исключая подтопление. Опыт показал, что лозы в таких укрытиях перезимовывают гораздо лучше. 

По большому счету, развивая данное направление – с учетом всех неблагоприятных факторов, - мы параллельно создаем специальную «физику сибирского виноградарства», где для контрольной проверки системы используется всё та же винная классика. Успешная перезимовка, хорошее вызревание ягод и главное – получение качественного вина, – вот главные критерии для проверки указанного направления. Нельзя сказать, что здесь уже всё решено, что всё происходит гладко. Тем не менее, обнадеживающие результаты уже имеются. И самое важное – существует ясное понимание того, как двигаться дальше. 

Олег Носков

Виноградные «лайфхаки» для виноградарей-романтиков

В свое время я приводил высказывание знакомого агронома из АЗОС ВИВ (Анапа) по поводу северного виноделия. Собеседник был настроен скептически в отношении наших возможностей вырастить в сибирских краях что-то приличное. По его убеждению, «нормальные» сорта у нас не вызреют, а многочисленные гибриды, которые у нас вызревают, – не в счет. Какой-нибудь там Кристалл и Маршал Фош, утверждал он, не идут ни в какое сравнение с Совиньоном и Мерло. Сравнивать, дескать, тут бессмысленно. Винная классика – на то и винная классика, что именно она задает уровень качества, и все эти новоявленные ранние сорта межвидовой селекции тягаться с ней не могут по определению.

Во многом мой собеседник был прав. Я на собственном опыте убедился, что тот же Маршал Фош может быть хорошим в определенных отношениях, но Мерло он не заменит, точнее – никогда не станет его северным аналогам. Будет что-то другое. В этом плане мой собеседник был неумолим: если вы, сибиряки, нацелены на знаменитый бордосский стиль, то вам придется смириться с реальностью, ибо западносибирский терруар (если уж так ставить вопрос) вообще ни для какой классики не предназначен.

Спорить с анапским агрономом было трудно, ибо он говорил о вещах, во многом очевидных. Впрочем, как типичный южанин, он не принимал во внимание всевозможные «лайфхаки», которыми регулярно пользуются жители Сибири и средней полосы. Я говорю сейчас о разных способах накопления тепла с помощью парниковой пленки, ограждений от северного ветра, мульчирования междурядий темным материалом и т.д. Мой собеседник таким практикам особо не доверял. Чтобы сорт Мерло вызревал в наших краях, по расчетам необходимо было повысить сумму активных температур более чем на тысячу градусов. На его взгляд, никакими «лайфхаками» такого добиться невозможно (если, конечно, вы не используете теплицы с обогревом – но это уже другая тема). Так что вывод был однозначен – о винной классике сибирякам можно забыть.

К слову, здесь есть один «философский» момент, определяющий стратегический подход к северному виноделию. Дело в том, что не все северные виноградари, сосредоточенные на виноделии (в нашей стране, как выяснилось, такие тоже есть), целиком полагаются на «лайфхаки». Есть и такие, которые не ориентируются на классику, а ищут свой особый стиль. Для этих целей вполне подойдут и ранние межвидовые гибриды. Важно – грамотно выявить их потенциал. В этом плане тот же Маршал Фош может оказаться вполне достойным сортом, если найти к нему правильный подход.

Иными словами, вы можете подчеркнуть особенности своего терруара, вместо того, чтобы подражать классическим образцам. Кстати, знаменитый винный эксперт Оз Кларк, изучая опыт наших северных виноделов-любителей, посоветовал им идти своим путем, создавая свой собственный неповторимый стиль. Лично я весьма уважительно отношусь к этой точке зрения. Она вполне здравая. Правда, она больше подходит профессионалам, преследующим цель коммерциализации своих увлечений. Им этот собственный неповторимый стиль крайне необходим (в самом деле, северянам было бы нелепо воспроизводить то, что в огромных количествах делается в жарких винодельческих регионах).

Но если говорить исключительно о любительском увлечении, то почему бы здесь (в случае избытка энтузиазма) не проверить предельные возможности «лайфаков», замахнувшись на винную классику? То есть, почему бы не провести небольшое испытание (которого, кстати, профессионально еще никто не проводил)? В данном случае ни о каком коммерческом расчете нет и речи. Есть только романтические побуждения – создать на своем участке эдакую мизерную модель какого-нибудь бордосского шато площадью в одну «сотку» и получить на выходе 30 – 40 бутылок качественного вина в классическом стиле. По силам ли такое нашим северным виноградарям-романтикам?

Насколько я могу судить, посещая форумы виноградарей, в средней полосе страны (например, где-нибудь в Подмосковье) есть реальные энтузиасты этого дела, мечтающие организовать на своих дачных участках такое вот мини-шато – с непременным прицелом на классику. И здесь они регулярно сталкиваются с той ситуацией, которую я описал в самом начале: приходит на форум какой-нибудь южанин и разъясняет северянам, что их шансы на что-то приличное равны нулю. Дескать, «нормальные» сорта у вас никогда не вызреют, а сорта, созданные для северного климата – сплошной «репейник», вино из которого – откровенная дрянь, не стоящая внимания. Один такой знаток даже посетил в свое время дегустацию северного вина в США, и по приезду поделился своими нелестными впечатлениями. Все образцы для него оказались «дрянью». После чего он порекомендовал северянам, увлеченным виноделием, банально переселиться в южные регионы.  

Честно говоря, я не сторонник таких крайностей. Мой опыт показывает, что даже «северные» сорта способны давать качественный продукт – ничуть не хуже того, что находится на наших винных прилавках в ценовом диапазоне 300 – 500 рублей за бутылку. Естественно, что и в этом случае имеет смысл использовать определенные «лайфхаки» для увеличения тепла и страховки от заморозков. Капитальные затраты для таких сортов могут быть и не особо большими.

По крайней мере, в защищенном грунте и при оптимальной нагрузке тот же Маршал Фош, Кристалл и Солярис под Новосибирском уверенно вызревают к 30 августа, имея в «запасе» как минимум две-три недели до прихода первых заморозков. Для сибиряков они вполне могут стать «народными сортами», особенно Маршал Фош – достаточно надежный, устойчивый к болезням зимостойкий сорт.

Маршал Фош имеет смысл держать на кустах как можно дольше – качество ягод только возрастает. Также желательно не перегружать кусты гроздьями (этот сорт достаточно урожайный и выбрасывает много соцветий – очень часто по три на один побег). Если делать вино без брожения на мезге (а только путем холодного настаивания или же прямого отжима), то оно получается без едкой горечи (за что знатоки так часто распекают красное вино из этого сорта). При этом цвет его весьма насыщенный, темно-гранатовый (почти как свекольный сок). По сути, это будет розовое вино, имеющее цвет красного вина. Пить его можно прямо в год изготовления, подобно французскому Божоле Нуво.

Кристалл и Солярис пригодны для изготовления легкого белого вина. По зимостойкости Кристалл почти не уступает Маршалу Фош, хотя он менее надежен. Во вкусе ягод нет никаких специфических тонов, что выдавало бы его межвидовое происхождение (чего не скажешь о весьма специфическом вкусе ягод Маршала Фош). По вкусу ягоды Кристалла напоминают среднеазиатские столовые сорта, и при хорошем вызревании его вполне можно употреблять в свежем виде (обычно при задержке сбора Кристалл теряет кислотность). Вино получается довольно простым, но как ординарное оно вполне устроит даже строгого ценителя.

Что касается сорта Солярис, то его ягоды имеют более насыщенный вкус, нежели Кристалл, и могут долго висеть на кустах, не теряя кислотности. Отметим, что данный сорт очень уверенно себя чувствует на северных виноградниках. Например, в Швеции он является ведущим сортом, и если случится так, что шведское виноделие укрепит свои позиции на мировом рынке, Солярис вполне может ждать судьба новой винной классики.

Я также не исключаю, что указанные три сорта хорошо поведут себя в пермакультурном дизайне, то есть без использования укрывных и тому подобных материалов, а только с особой организацией самого виноградника. В то же время «лайфхаки» в виде малогабаритных пленочных укрытий позволяют применить очень большой список сортов, которые будут надежно вызревать на широте Новосибирска (причем, немалая часть из них вполне пригодна для формирования классического стиля). Кроме упомянутых выше назовем еще Каберне Кортис, Каберне Дорса, Каберне Юра, Маркетт, Фронтиньяк, Дорнфельдер, Аколон, Голубок, Пинотин, Регент, Рондо, Пино ранний, Йоханнитер, Мускат Оттонель, Бианка, Ля Креснт, Платовский, Зигерребе, Траминетт и т.д.

Все они опробованы в промышленном виноделии, хотя не все на слуху у ценителей вин. В то же время заметим, что Мускат Оттонель, вызревающий у нас в малогабаритных укрытиях ко второй декаде сентября, во французском Эльзасе выращивается как «благородный» сорт для премиальных белых вин. Дорнфельдер широко используется в Германии для производства насыщенных красных вин по типу Мерло. В число «благородных» сортов его пока не включают, но для Германии он в определенной мере уже является винной классикой.

Таким образом, виноделам Новосибирской области есть из чего выбирать. То есть с перечисленным набором (а список подходящих сортов при желании можно увеличить в несколько раз) мы в наших условиях в состоянии добиться приемлемого качества и тем самым вообще отказаться от покупок вина в супермаркетах.

Здесь сразу же возникает вопрос насчет урожайности – какое количества вина можно получить с «сотки»? Напомню, что в виноделии качество обратно пропорционально количеству. При интенсивной агротехнике с «сотки» спокойно собирают 200 – 300 кг винограда. Правда, речь идет о высокоурожайных столовых сортах. Если говорить о технических сортах, то для качественного виноделия интенсивная агротехника вряд ли подходит. Для ординарных вин имеет смысл держать урожайность не выше 100–120 кг с «сотки». На выходе это даст 50–60 литров вина. Если мы замахиваемся на марочные вина, урожайность придется урезать примерно вдвое – 50–60 кг с «сотки». То есть на выходе у нас будет 25 – 30 литров вина.

Я намеренно беру здесь очень строгие параметры, чтобы не приукрашать действительность (в реальности вина из указанного количества винограда может получиться чуть больше). Нельзя сказать, что этого очень много. Но ведь речь идет не о коммерции. Много ли вина вы покупаете в магазине? Думаю, намного меньше, чем вы можете получить с одной «сотки».

Еще раз подчеркну: использование малогабаритных укрытий позволяет выращивать очень большой список винных сортов, давая вам вполне приемлемое качество вина. В принципе, на Совиньон и Мерло можно и не замахиваться ввиду того, что они вызревают достаточно поздно (о таких сортах, как Каберне Совиньон я вообще молчу). И все же, стоит вам добиться первых хороших результатов с сортами из указанного списка, как душа запросит чего-то большего. И тогда вам непременно захочется испытать еще и винную классику – тот же Совиньон и Мерло. Да, с точки зрения хозяйственного рационализма это пустая трата времени и сил. Однако нет ничего предосудительного в том, чтобы сделать какую-то работу чисто «для души». Испытания винной классики в наших условиях как раз соответствует такому запросу.

Впрочем, здесь все-таки есть один рациональный момент: ведь если вы создали систему «лайфхаков», позволяющую довести до технологической спелости Мерло, то тогда можете быть уверенными в том, что в этой системе более ранние сорта будут вызревать ежегодно.

Скажу, что для меня это уже не теория, поскольку я все-таки замахнулся на испытание Совиньона и Мерло, и в этом году получил первый – весьма обнадеживающий – результат

Олег Носков

Окончание следует

На заседании Президиума РАН был утвержден Комплексный план развития Сибирского отделения РАН (СО РАН) до 2035 года. Президент РАН Геннадий Красников подчеркнул, что документ учитывает долгосрочные приоритеты Сибирского федерального округа, аналогичные стратегии в будущем будут разработаны для Уральского, Дальневосточного и Санкт-Петербургского отделений.

СО РАН курирует науку на территории свыше 11 млн км², объединяя 84 НИИ и более 30 тысяч сотрудников (четверть всех занятых в академических институтах России). План развития, порученный к разработке еще в 2018 году, долгое время не имел прямых источников финансирования. Как пояснил заместитель председателя СО РАН академик Дмитрий Маркович, ключевым механизмом реализации станет интеграция более 200 проектов в действующие национальные проекты и госпрограммы.

Особое внимание в докладе было уделено необходимости координации региональных программ научно-технологического развития. В стране их насчитывается 29, из которых восемь приходится на Сибирь. По словам Д. Марковича, эти программы часто разрабатывались регионами автономно. СО РАН предлагает взять на себя координирующую роль в рамках пилотного проекта по актуализации управления наукой, обеспечивая научное сопровождение крупных инвестпроектов. Утвержденный план рассматривается как «конституция» для работы отделения, позволяющая встроиться в процесс управления научно-технологическим развитием Сибири.

Заместитель губернатора Томской области Людмила Огородова назвала СФО территорией с уникальным интеллектуальным потенциалом. Она сообщила о работе по созданию Сибирского научно-образовательного кластера, в рамках которого уже определены три ключевые технологические специализации регионов: химия и новые материалы, автономные системы и биотехнологии. Целью кластера является территориальная интеграция науки, образования и производства для подготовки кадров под задачи технологического лидерства.

В ходе дискуссии академик Роберт Нигматулин обратил внимание на негативные демографические тренды и сокращение числа ученых в Сибири, призвав учесть эти проблемы. Глава СО РАН Валентин Пармон напомнил об исторической миссии отделения по реализации интеграционных междисциплинарных проектов. Вице-президент РАН Владислав Панченко призвал включить в программу высокотехнологичные направления, такие как цифровые и аддитивные технологии в биомедицине, а также медицинское приборостроение.

Академик Евгений Чойнзонов привел пример успешной кооперации томских онкологов с красноярским предприятием АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва по созданию отечественного бетатрона для лучевой терапии, который способен заместить иностранные аналоги.

По итогам заседания Президиум РАН согласовал Комплексный план развития СО РАН до 2035 года, контроль за его исполнением возложен на вице-президента РАН Валентина Пармона.

Микроэлектроника стремится к увеличению частоты передачи данных, чтобы мобильные телефоны, компьютеры и даже томографические аппараты работали эффективнее. Потенциально передавать объем данных порядка Тбит/с, а это в разы больше, чем способны широко используемые сейчас сверхвысокие частоты (СВЧ), можно при помощи терагерцевых (ТГц) частот. Для того, чтобы работать на ТГц частотах, можно использовать фотонные методы, где носителями информации будут не привычные объемные электромагнитные волны, а поверхностные, одной из разновидностей которых являются поверхностные плазмон-поляритоны. Специалисты Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) работают на уникальном источнике терагерцевого излучения – Новосибирском лазере на свободных электронах (НЛСЭ). С помощью данного излучения они научились генерировать плазмон-поляритоны и изучать, как они взаимодействуют с различными материалами – кандидатами для создания плазмонных интегральных схем, а также оценивать и управлять их возможными размерами. Для этого физики создали новое оптическое устройство и отработали на нем методику, позволяющую продвигаться в решении задач по исследованию оптических свойств материалов и миниатюризации интегральных схем. Результаты экспериментов с золотом, покрытым слоем сульфида цинка, подтверждают эффективность работы устройства и метода. Они опубликованы в журнале Plasmonics (Springer Nature).

«Электронные устройства: компьютеры, мобильные телефоны, телевизоры и медицинское оборудование – все они работают на транзисторных микросхемах, размеры которых дошли до своего технологического предела, – прокомментировал старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН кандидат физико-математических наук Василий Герасимов. – Элементы меньше 15 нанометров уже не могут корректно использоваться из-за квантовых эффектов, а также сильно растет их энергопотребление. А если мы хотим повысить частоту обработки данных, к чему все и стремятся, хотим процессор, например, на несколько десятков или сотен гигагерц, уйти в терагерцевый диапазон, то нам просто необходимо использовать другие подходы. Сделать это возможно, работая на стыке фотоники и плазмоники. Возможности двух этих взаимодополняющих областей оптоэлектроники позволяют переводить фотоны – оптические сигналы – из объемной геометрии в планарную, то есть поверхностную, в те самые плазмон-поляритоны».

Поверхностные плазмон-поляритоны (ППП) представляют собой комплекс связанных колебаний поверхностной электромагнитной волны и волны свободных зарядов на поверхности проводника. В терагерцевом диапазоне частот они могут быть носителями информации в плазмонных компонентах фотонных устройств. Основное преимущество ППП в том, что они способны устранить основной «ограничитель» минимизации размеров фотонных микросхем – дифракцию. Это свойство волн устанавливает минимально возможный размер элементов, который обычно составляет порядка половины длины волны света. Из-за дифракции свет рассеивается при попытке ограничить его в элементах, меньших этой величины. Это вызывает потери и искажение сигнала, нежелательную связь между компонентами и не позволяет бесконечно уменьшать компоненты схемы. ППП могут локализовать электромагнитное излучение на границе раздела металл/диэлектрик, тем самым открывая возможность работать с субволновым вертикальным масштабом. Благодаря уникальному источнику терагерцевого излучения НЛСЭ специалисты ИЯФ СО РАН могут создавать ППП и использовать их как инструмент исследования материалов для плазмонных компонентов будущего, и как объект – в том случае, когда измеряется локализация поля ППП.

«Новосибирский лазер на свободных электронах – источник мощного терегерцевого и инфракрасного излучения, аналогов которому нет не только в России, но и в мире. По средней мощности он в десятки и более раз превышает другие существующие в мире ТГц источники, что позволяет проводить уникальные эксперименты в очень широкой области длин волн (от 8 до 403 микрометров), – добавила младший научный сотрудник ИЯФ СО РАН Валерия Кукотенко. – Используя излучение нашего НЛСЭ, мы разработали оптическое устройство для реализации нового метода определения глубины проникновения поля плазмон-поляритонов в воздух над поверхностью материала проводника. В данном случае мы работали с золотым напылением толщиной 1 микрометр, покрытым слоем сульфида цинка такой же толщины. Устройство мы создавали и постоянно улучшали в течение трех лет. В последнюю версию мы добавили возможность измерять отражение ППП от проводящего экрана и оценивать их дифракционные потери. Важным достоинством данного метода является то, что он неинвазивный – теперь все исследования мы проводим, не касаясь хрупкого образца и не деформируя его».

По словам специалистов, они закончили отработку метода, определили границы его применимости. «Метод экранирования на нашем оптическом устройстве показал свою эффективность. Благодаря учету дифракционных потерь мы смогли наиболее корректно измерить глубину проникновения ППП в воздух, то есть ту самую локализацию поля. Также из экспериментальных данных мы определили эффективную диэлектрическую проницаемость приповерхностного слоя золота в терагерцевом диапазоне и ее дисперсию, которые ранее не были известны. Наличие метода и оборудования для получения подобных данных будут необходимы при разработке плазмонных интегральных схем, например, на основе графена или углеродных нанотрубок, и определения вертикальных размеров их элементов. В зависимости от материала ввозможности нашего устройства позволят работать даже с очень тонкими (порядка сотен нанометров) материалами», – пояснила Валерия Кукотенко.

Информация о локализации плазмонного поля у поверхности проводника, получаемая с помощью метода экранирования в ИЯФ СО РАН, будет актуальна и для других исследований. Например, для разработки и проектирования компактных ТГц-генераторов (гиротронов), работающих на частотах выше 1 ТГц – их созданием совместно с сотрудниками ИЯФ занимаются в Институте прикладной физики им. А.В. Гапонова-Грехова РАН.

Пресс-служба Института ядерной физики СО РАН