История с COVID-19 становится всё более запутанной. Причем, путаницу вносят сами ученые, ошарашивая общественность какими-то новыми подробностями, которые вызывают еще больше вопросов. Мало того, становится очевидным, что в это дело вмешивается и политика, внося определенные «коррективы» в трактовку источника пандемии. Причем, совершенно нельзя исключать и того, что в скором времени именно политический момент определит окончательную формулировку «истины». Точнее, речь будет идти о разных «истинах» - в зависимости от того, в каком государстве они декларируются.

У нас есть все основания для таких опасений. Напомним, что недавно ученые честно признались в том, что вопрос о происхождении коронавируса, вызвавшего пандемию, за полтора года так и не прояснился окончательно. Подозрение вызывали летучие мыши, хотя не совсем понятно, о каком виде идет речь и где находится их точное местообитание. Помимо этого, не совсем понятен и механизм передачи коронавируса от животного человеку. Ученые заявляют, что для его выявления потребуется не один год.

При этом нас еще раз попытались убедить в том, что источник заразы имеет естественное происхождение. Тем самым снимались подозрения насчет искусственной природы SARS-CoV-2. Данная версия, как мы знаем, циркулировала в ряду других предположений, но была поставлена под сомнение представителями Всемирной организации здравоохранения. С недавних пор она считается маргинальной, и многие из нас прониклись уверенностью, что «серьезный» ученый вряд ли станет ее высказывать, не рискуя испортить себе репутацию.

И, тем не менее, в самом конце марта этого года «грянул гром»:  телеканал CNN выдал интервью с экс-директором американского Центра по контролю и профилактике заболеваний (CDC) Робертом Рэдфилдом, который прямо заявил, что именно лаборатория в Ухане стала источником заразы.  Авторы этого сюжета преподносят его как откровенный разговор «по душам» с ведущими американскими специалистами, которые выступают в роли частных лиц, а потому могут высказываться совершенно откровенно. Зачин разговора прост: как случилось, что зараза нашла себе место на территории США, унеся на тот свет более полумиллиона человек? И ученые, как истинные патриоты своей страны, откровенно выложили все карты, не делая никаких поправок на служебную тайну. Как пафосно сообщалось в сюжете, мы должны извлечь уроки из этой истории, чтобы лучше приготовиться к будущим пандемиям, которые – по единодушному признанию врачей – неизбежны. Дескать, понимание таких вещей дает нам шанс снизить количество смертельных исходов.

Таким образом, авторы сюжета прямо намекают на то, что причиной смерти огромного количества людей стало утаивание важной информации. Врачи, с которыми проводилась беседа, были уверены в том, что подавляющего числа смертей в США можно было избежать. Согласитесь, что такая постановка вопроса серьезно повышает социальный градус проблемы. Тем более что собеседниками являются люди, в чьей компетентности сомневаться не приходится. Тот же Роберт Рэдфилд является профессиональным вирусологом и имеет за плечами длительную карьеру в сфере здравоохранения (главой CDC он был назначен еще при Трампе, в 2018 году). На протяжении десятилетий он был известен в мире как один из лучших исследователей СПИДа. Теперь такие люди как он делятся своими соображениями по поводу новой напасти.

Так, Редфилд с самого начала пандемии не доверял той информации, которая поступала из Китая. Среди американских врачей он был в первом ряду, кто заявлял об этом во весь голос. Он полагает, что нынешняя пандемия началась с локальной вспышки вирусного заболевания еще осенью 2019 года – намного раньше, чем о том сообщалось официально. В течение последующих месяцев она распространилась уже на все провинции Китая. При этом руководство США не было уведомлено о вспышке «странной пневмонии» вплоть до 31 декабря 2019 года. Если бы информация поступила своевременно, то за несколько месяцев или хотя бы за несколько недель вполне можно было бы принять хоть какие-то профилактические меры.

Только с началом 2020 года мир оповестили о первых случаях заболевания, которые изначально якобы были зафиксированы на рынке морепродуктов в Ухани. Эта информация затем легла в основу главной версии относительно очага пандемии.  Однако Редфилд сомневается в ее достоверности. Он сообщает, что в начале января 2020 года созванивался со своим китайским коллегой из центра по контролю заболеваний, и тот будто бы «плакался» ему насчет того, что обнаружил много случаев этого заболевания среди людей, никогда не бывавших на том злосчастном рынке.

Ситуация в самом Китае была достаточно сложной, учитывая, что первоначальный уровень смертельных исходов составлял 5-10 процентов. К сожалению, американским ученым не удалось зафиксировать болезнь «на старте». По-хорошему, необходимо было выделить группу специалистов для отправки в Ухань, чтобы те смогли плотно пообщаться со своими китайскими коллегами. Тогда, указывает Редфилд, удалось бы установить самое важное – ПРОИСХОЖДЕНИЕ этого вируса. Однако этого не произошло. Все просьбы президента Трампа и госсекретаря Азара к китайскому руководству оказались тщетными. Создавалось впечатление, что власти Китая что-то намеренно скрывали.

Редфилд отмечает, что стремление американских ученых установить, где и когда началось это заболевание, связано не с праздным любопытством и не с желанием найти виновных. Это связано с необходимостью остановить такие пандемии в будущем. Господствующая ныне версия насчет передачи вируса от животного человеку (через посредников или непосредственно), по мнению Редфилда, не содержит в себе биологического смысла. Он не верит, что вирус мог передаться человеку от летучей мыши. На это ушло бы больше времени, прежде чем вирус смог бы эффективно воздействовать на людей.  При той вспышке, что мы наблюдаем, речь может идти о вирусе, выращенном в лаборатории, где его уже испытали соответствующим образом на культуре человеческих клеток. Такими вещами как раз занимались в лаборатории в Ухане.

В данном случае речь идет, конечно же, о лабораторной утечке. То есть американцы не обвиняют китайское руководство в том, будто те используют коронавирус как биологическое оружие. Упрек касается преступного замалчивания этой оплошности. Мы понимаем, что данная версия содержит политический подтекст, что вполне может привести к международному конфликту. Напомним, что ВОЗ считает такую версию «маловероятной», но в то же время призывает ученых к тому, чтобы провести более тщательное исследование происхождения COVID-19. То есть «каноническая» версия о передаче заразы от летучей мыши и здесь не является окончательной истиной.

Тем временем китайское руководство упорно отвергает все обвинения в свой адрес со стороны американцев. На попытку Байдена добиться от Китая большей прозрачности при обсуждении данных о начале вспышки, китайский посол в Вашингтоне обвинил американцев в том, будто те начали перекладывать вину на другие страны. Параллельно в самом Китае распространяется теория насчет множественного происхождения коронавируса. Якобы пандемия могла начаться в разных местах планеты, и что к этому могли быть причастны и американские военные лаборатории.

В общем, отсутствие политического консенсуса по данной проблеме в конечном итоге ведет к разноголосице в научной среде. Не удивительно, что этот материал CNN появился после того, как отношения двух великих держав (США и Китая) упали, что называется, до «критического минимума». Возможно, впереди нас ожидают еще более сенсационные «откровения».

Константин Шабанов

Изучая историю науки и техники, всякий раз ловишь себя на мысли, что всё новое – это хорошо забытое старое. Фактически, любая продуктивная идея проходит своего рода латентный этап, когда она привлекает внимание лишь со стороны небольшой группы специалистов. И только спустя многие десятилетия (не меньше) она начинает наглядно воплощаться в материале, реально изменяя нашу жизнь.

Сегодня нас уже не удивляет стремительный рост зеленой энергетики, который стал главной приметой нового столетия. Широкое использование «даровых» источников энергии вроде солнца и ветра осуществляется теперь в рамках государственных стратегий и международных соглашений. Причем, Европа так резво двинулась в этом направлении, что у нас даже начинает вызывать беспокойство такая поспешность. Однако в этой истории сильнее всего изумляет то обстоятельство, что среди европейских ученых разговоров о замене ископаемого топлива энергией солнца и ветра ведутся уже не менее 130 лет! Об этом красноречиво свидетельствует дореволюционная научная периодика.

Так, в первом номере журнала «Наука и жизнь» за 1890 год (!) была опубликована статья с характерным названием: «Утилизация сил природы», где как раз перечислялись предложения относительно возможных путей использования возобновляемых источников энергии.  Основное внимание уделялось ветру. В принципе, удивляться тому не приходится, ведь именно энергия ветра на протяжении многих веков раскручивала жернова мельниц и передвигала по морям и океанам корабли. В России даже после появления паровых двигателей основная часть зерна перемалывалась именно на ветряных мельницах. В этом смысле ветряки для европейских стран совсем не являются экзотикой.

К слову, как раз паровые двигатели, главным топливом для которых служил уголь, с XVIII столетия составили главную конкуренцию ветру. По сравнению с ветряными мельницами и парусниками, данное новшество индустриальной эпохи имеет довольно короткую историю. И надо сказать, что в XIX веке ученые умы целенаправленно искали альтернативу углю, считая его запасы ограниченными. Поэтому в указанном контексте обращение к энергии ветра можно смело трактовать как попытку возврата к давно уже освоенному энергоресурсу. Подчеркиваем: до конца XIX века ветряные мельницы продолжали играть важную роль в сельском хозяйстве. То есть в глазах обычных жителей того времени они еще выступали как вполне работоспособные системы. Следовательно, инженерам и изобретателям было совсем не сложно (и даже логично) найти подобным традиционным агрегатам иное применение. Скажем, для выработки электроэнергии. Благо, для таких технических решений в конце XIX века уже имелся весь комплект необходимого оборудования.

В 1888 году один ученый из Глазго (Англия) рассказал своим коллегам о том, каким образом он использует силу ветра для освещения собственного дома. В своем саду он соорудил обычную (по тем временам) ветряную мельницу. Ось колеса вращения находилась на высоте 11 метров от уровня земли. К оси были прикреплены под прямым углом четыре крыла длиной примерно 4,5 метра. Через ременные приводы эта ветряная мельница вращала динамо-машину, заряжавшую 12 электрических аккумуляторов. Освещение дома производилось как раз через эти аккумуляторы.  Их было вполне достаточно для того, чтобы одновременно включать десять ламп с напряжением 25 вольт. Как отмечается в статье, для освещения усадьбы большей мощности не требовалось. Однажды, благодаря сильному ветру, аккумуляторы были так хорошо подзаряжены, что обеспечивали освещение в течение трех вечеров – по четыре часа на каждый вечер. Если бы освещение осуществлялось по старинке, то хозяину дома понадобилось бы зараз до восьмидесяти стеариновых свечей. Кроме того, ученый придумал специальную систему, прерывавшую сообщение аккумуляторов с мельницей в случае очень слабого ветра (при слабом ветре возникал противоположный эффект, разряжавший аккумуляторы).

Отметим, что «чудо-мельница» была собрана из того, что находилось под рукой. То есть в те времена никто не занимался созданием специальных динамо-машин для ветряков. Подобным решениям тогда еще не придавали серьезного значения. И, скорее всего, мало кому приходило в голову, что в начале XXI века в Англии с помощью ветряков начнут вытеснять угольную генерацию. Указанная связь времен, «латентное» вызревание идеи кажется всего лишь случайным совпадением. Однако нельзя исключать и того, что нынешняя борьба с ископаемым топливом вырастает именно оттуда. 

Теперь о том, каким путем намеревались «утилизировать» солнечную энергию, также рассматривая ее в качестве альтернативы углю. Проще говоря, с помощью солнца пытались запускать паровые машины. Чтобы была понятна суть самой задумки, вспомним гигантскую солнечную тепловую электростанцию Crescent Dunes, запущенную в Неваде в 2015 году. Еще недавно ее рассматривали как образец прорывной «зеленой» технологии. К сожалению, из-за аварии объект был остановлен спустя четыре года после запуска, хотя сама идея солнечных тепловых электростанций не сбрасывается со счетов.  В чем заключалась суть данного проектного решения? С помощью огромных зеркал, занимавших площадь более 6,5 квадратных километров, солнечные лучи узким пучком направлялись на резервуар с водой, распложенный на вершине башни-концентратора высотой 160 метров. Под воздействием солнечной радиации вода превращалась в пар, который приводил в движение турбогенератор.

Отметим, что такими проектами занимались еще в СССР. Например, в 1980-е годы опытная солнечно-тепловая электростанция с проектной мощностью пять МВт была построена в Крыму (закрыта в 1995 году из-за финансовых проблем). То есть данное направление нельзя назвать таким уж новым. Но самое поразительное то, что аналогичные эксперименты проводились еще в конце XIX века! Так, в Париже была продемонстрирована установка, в которой с помощью зеркал и линз солнечные лучи концентрировались в одну точку. Здесь же находился небольшой паровой котел, который можно было использовать для запуска машин самого разного назначения. В частности, данная установка использовалась для работы типографии. Хотя с таким же успехом она могла раскручивать и динамо-машину. Как видим, сам принцип использования солнечной энергии не был утерян, и уже в наши дни он привел к реализации грандиозных (хотя и не очень успешных) проектов в области «зеленой» энергетики.

Была еще одна интересная разработка тех времен, где концентрированная солнечная энергия использовалась не для получения пара, а для воздействия на так называемую термоэлектрическую батарею. Отметим, что работы по непосредственному превращению тепла в электричество ведутся и в наши дни. Пока еще грандиозных проектов на этот счет не представлено, однако не приходится сомневаться, что рано или поздно данное направление даст о себе знать самым впечатляющим образом.

И напоследок упомянем еще одну интересную инновацию, правда, из совершенно другой области. Не так давно мы сообщали о проекте беспилотной летающей платформы, над которым трудятся новосибирские специалисты. По их словам, летающие платформы должны стать некой альтернативой более дорогим в производстве и эксплуатации вертолетам. Безусловно, данная разработка является инновационной. Но дело в том, что идея подобных машин рассматривалась нашими специалистами еще в конце 1950-х годов!

В четвертом номере журнала «Наука и жизнь» за 1960 год была опубликована статья инженера Р. Григорьева, где он подробно изложил идею летающей платформы (именно так и называлась сама статья – «Летающая платформа»). Фактически, автор высказал здесь те же мысли, что были недавно озвучены новосибирские разработчиками.  Вертолеты из-за огромного винта получаются громоздкими, тяжелыми и недолго живущими (сказывается сильная вибрация из-за винта). Летающая платформа лишена указанных недостатков. В статье отмечается, что в Московском авиационном институте имени Серго Орджоникидзе разработано несколько моделей таких машин. В частности, один проект был рассчитан на грузоподъемность в 40 тонн. По сути, это были всё те же известные нам квадрокоптеры, только огромных размеров. Интересно, что эта статья появилась в самый разгар вертолетного бума. Возможно, именно по этой причине идея не обратила на себя серьезного внимания. И только по прошествии шестидесяти лет для нее, наконец-то, сложились подходящие условия.  Да, продуктивные идеи, как мы сказали выше, «вызревают» слишком долго, о чем как раз и свидетельствует старая научная периодика.

Николай Нестеров

Ускорительная масс-спектрометрия (УМС) – сверхчувствительный метод изотопного анализа, при котором производится тщательная селекция атомов вещества с подсчётом интересующих нас изотопов. Метод позволяет с высокой точностью датировать археологические находки и геологические породы, изучать состав атмосферы и ткани живых организмов разных исторических периодов. В новосибирском Академгородке действует ускорительный масс-спектрометр, разработанный и изготовленный специалистами Института ядерной физики им. Г. И. Будкера (ИЯФ СО РАН). На этой установке проводится широкий спектр междисциплинарных исследований. В этом году сотрудники ИЯФ СО РАН разработали новый детектор, который позволит существенно расширить круг задач для УМС - датировать объекты, возраст которых составляет несколько миллионов лет. Других установок, позволяющих проводить подобные исследования, в России пока нет.

В новосибирском Академгородке вокруг метода УМС сложилась кооперация нескольких организаций: Института археологии и этнографии СО РАН, Новосибирского государственного университета, Института катализа СО РАН, ИЯФ СО РАН и др. Метод ускорительной масс-спектрометрии заключается в прямом подсчёте количества атомов радиоуглерода в исследуемом образце, поэтому он чувствительнее любых других методов в тысячи раз. При первичной селекции выделяется пучок отрицательных ионов с близкими к радиоуглероду массами, после чего пучок ускоряется напряжением миллион вольт. Далее его пропускают через мишень, в которой ионы перезаряжаются в положительные и вовлекаются в следующий этап ускорения. При этом молекулы разбиваются на части, что позволяет избавиться от них на последующих этапах селекции. Выходящие из ускорителя ионы 14C подсчитываются поштучно.

«Наш УМС имеет широкие возможности, но, если использовать его для регистрации тяжёлых ионов, возникают проблемы, частицы становятся трудноразличимы по их ионизационной способности. Сейчас мы планируем установить новый детектор и перейти от работ с углеродом 14 к другим изотопам. Это позволит существенно расширить спектр возможностей нашей установки, – рассказывает главный научный сотрудник ИЯФ СО РАН, академик РАН Василий Пархомчук. – Если сейчас нам доступна датировка образцов возрастом до пятидесяти тысяч лет, то с новым детектором мы сможем заглядывать в прошлое на миллионы лет. Появится возможность привлечь исследователей из разных областей науки, особенно актуальной новая возможность будет для геологов».

Новый детектор находится на финальной стадии разработки и помимо геологии сможет использоваться для анализа образцов из области археологии, медицины и космологии. «По своей сути детектор является камерой, заполненной газом. Она имеет форму цилиндра диаметром 15 см и длиной 25 см, – описывает детектор младший научный сотрудник ИЯФ СО РАН Тамара Шакирова, – на набор статистики для одного образца будет тратиться несколько десятков минут времени. В будущем планируется разработка системы сбора данных и написание специализированного ПО для оператора установки».

Возможными пользователями нового детектора могут стать специалисты Института земной коры СО РАН, Института археологии и этнографии СО РАН, Института геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН и пр.

«Разработка детектора ведётся с 2010 года, его особенностью будет возможность работы с изотопами бериллия, бора, алюминия, йода, кремния и так далее, – поясняет старший научный сотрудник, кандидат физико-математических наук Андрей Соколов. – Мы ожидаем, что одними из первых пользователей нового детектора станут учёные из Института земной коры Иркутского научного центра СО РАН, поскольку изучение осадочных пород вокруг озера Байкал представляет большой интерес для понимая некоторых геологических процессов, характерных для этого места, а также эволюции формирования пород. Сейчас специалисты Института земной коры вынуждены исследовать свои образцы на зарубежных установках. Большим преимуществом нового детектора является датировка объектов по концентрации бериллия, так как его период полураспада составляет 1,09 миллиона лет».

Руководитель лаборатории изотопных исследований ИАЭТ СО РАН, кандидат химических наук Екатерина Пархомчук также отмечает ценность исследований с расширенным набором изотопов: «Бериллий-10 и алюминий-26 интересные изотопы и, конечно, все развитые страны имеют ускорители, предназначенные для их регистрации, а в России пока нет ни одного. Между тем, ускоритель позволяет решать многие актуальные задачи. Но бериллий – чрезвычайно токсичное и канцерогенное вещество. Поэтому для работы с ним необходимо соблюсти все стандарты и создать особые условия, что скажется на стоимости работ. В Швейцарии, например, пробоподготовка для анализа бериллия-10 стоит около 1000 евро за один образец. Нужно понимать, в каком объёме пользователи смогут обеспечить задачами новые опции ускорителя. На мой взгляд, уважающая себя страна должна иметь набор ускорителей, который позволяет делать анализ всех возможных изотопов, поскольку среди исследователей всего мира это востребованный инструмент».

Например, как отметила Екатерина Пархомчук, швейцарская компания, специализирующаяся на производстве УМС, уже 10 лет поставляет свои установки во многие страны – в прошлом году было изготовлено четыре установки на радиоуглерод и две, позволяющие работать с бериллием и алюминием: «Естественно, новосибирский ИЯФ способен делать так же и лучше».

Ещё один изотоп, на основе которого станет доступен анализ после ввода в эксплуатацию нового детектора, йод-131, можно использовать как индикатор аварий на атомных станциях или проведения ядерных испытаний, потому что других источников этого изотопа на земле нет. Таким образом, например, Китай контролируют ядерные испытания, а Япония проводит мониторинг работы атомных станций.

«Если на станции происходит утечка тяжелых радионуклидов, или запускается, например, неконтролируемая ядерная реакция, образующийся йод начнет поступать в окружающую среду. Он хорошо растворим в воде, и все живое начинает активно его поглощать. Поэтому его можно фиксировать по образцам воды, грунта, ракушек, моллюсков, кораллов. При этом важно вовремя собрать и проанализировать образцы, если процесс затянется на месяц, то проводить анализ будет уже бессмысленно», – добавила Екатерина Пархомчук.

На данный момент учёные занимаются имитацией реальных условий эксперимента при помощи альфа частиц. По словам разработчиков, эксперименты с альфа частицами дали положительный результат, и сейчас основные усилия направлены на подбор сверхтонких окон, для ввода ионов в детектор и разработку оборудования, позволяющего избежать потенциальных аварий с нарушением высокого вакуума, необходимого для работы ускорителя.

Алла Сковородина

25 апреля НГУ в шестой раз проведет географическую контрольную «Контурная карта». Это аналог «Тотального диктанта», но по географии. Университет в очередной раз станет местом притяжения путешественников, ученых, учителей географии и школьников, людей самых разных профессий.

Студенты и преподаватели геолого-геофизического факультета НГУ всегда готовят для участников интересные вопросы из области физической, политической и экономической географии, о важнейших географических открытиях и знаменитых путешественниках. При этом они не ограничиваются территорией России, а открывают весь мир в его многообразии. За 40 минут участникам нужно ответить на двадцать вопросов, а затем нанести ответы на контурную карту. Тематика меняется – экологическая, арктическая, «география вокруг нас», но проект всегда отличает широкий круг вопросов, который может удивить даже знатоков географии.

«В этом году советуем участникам повторить условные обозначения на картах, названия и расположение гор, рек, островов, пустынь и океанических течений. Также стоит потренироваться определять максимальную высоту подъема солнца над горизонтом на разных широтах», - говорит руководитель проекта, доцент ГГФ НГУ Наталия Осинцева. В группе проекта «Контурная карта» Вконтакте уже ведется подготовка и публикуются интересные вопросы.

За пять лет в «Контурной карте» поучаствовало более 1500 человек от 6 до 75 лет. Контрольную в разные годы писали капитан парусного судна и конструктор Анатолий Кулик, участник кругосветных экспедиций Станислав Березкин, любительница велосипедных походов по планете Ольга Маслобоева и многие другие. Председатель Новосибирского регионального отделения Русского географического общества, доктор геолого-минералогических наук Игорь Новиков постоянно участвует в «Контурной карте».

«Это уникальный географический проект, который позволяет узнать больше о мире и нашей стране. Без знания географии невозможно понимать процессы, происходящие в мире, разбираться в новостях. Это важный элемент культуры, такой же как письменная речь или арифметика. Такой проект, как «Контурная карта», позволяет развивать общую культуру нашей страны, и Русское географическое общество его всегда поддерживает. Желаю всем участникам расширить горизонты и получить новые знания», - отмечает Игорь Новиков.

В «Контурной карте» есть свои «отличники», которые каждый год показывают высокие результаты - Ольга Медведева, Владимир Карстен, Виталий Семионов. Это, как правило, выпускники ГГФ НГУ. Организаторы также отмечают, что в проекте участвует много физиков и специалистов ИТ-компаний. В их числе – сотрудники «Дата Ист», партнера контрольной «Контурная карта». Они создают геоинформационные проекты для геологов, ученых, путешественников, муниципальных органов управления и считают географию одним из важных предметов. «География позволяет развить в человеке креативное пространственное воображение. В школе этому предмету, к сожалению, уделяется недостаточное внимание, поэтому любознательные люди изучают географию дополнительно, например, участвуют в «Контурной карте», - говорит генеральный директор компании «Дата Ист» Вячеслав Ананьев.   

Контрольная пройдет 25 апреля в Новосибирском государственном университете (ул. Пирогова 1, новый корпус НГУ, аудитория № 3107). Начало в 12-00. «Контурная карта» станет одним из мероприятий международного молодежного студенческого форума Интернеделя НГУ.

Проект «Контурная карта» организован преподавателями и студентами геолого-геофизического факультета НГУ при поддержке Русского географического общества и компании «Дата Ист».

Подробнее о проекте «Контурная карта»: http://vk.com/konturnaya_karta

Екатерина Вронская

Об этом рассказал президент Российской академии наук академик Александр Сергеев на общем собрании РАН. Ученые Института физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН разработали наноструктуры с квантовыми точками «германий в кремнии» с контролируемыми параметрами и модифицировали эти структуры металлическими метаповерхностями. Свойства получившихся многослойных нанообъектов позволяют в десятки раз увеличить чувствительность фотодетекторов и эффективность излучателей света для ближнего и среднего инфракрасного диапазонов длин волн. Инфракрасные фотодетекторы и излучатели применяются в системах волоконно-оптической связи, приборах ночного видения.

В исследовательской работе принимали участие специалисты Новосибирского государственного университета, Томского государственного университета, Научно-практического центра по материаловедению НАН Беларуси. Результаты опубликованы в журналах Scientific Reports, Journal of applied physics, Физика и техника полупроводников, Письма в ЖЭТФ.

«Он (научный результат ― прим. авт.) получен в Институте физики полупроводников СО РАН. Там были созданы гетероструктуры, где на подложках кремния с квантовыми точками германий-кремний были добавлены двумерные периодические массивы металлических нанодисков из золота или алюминия. Оказывается, такая структура имеет уникальные светоизлучающие и детектирующие (сенсорные ― прим. авт.) характеристики благодаря возникновению сильных плазмонных эффектов. С учетом этих явлений удалось повысить квантовую эффективность фотоприемников на основе новых гетероструктур в 40 раз в ближнем инфракрасном диапазоне и в 15 раз ― в среднем инфракрасном диапазоне», ― отметил президент РАН.

Александр Михайлович Сергеев добавил, что у результатов большая практическая значимость, так как для изготовления таких структур можно использовать развитую кремниевую технологию. Именно кремниевая технология позволяет выпускать современные производительные гаджеты и компьютеры.

Полупроводниковые излучатели и фотоприемники в ближнем и среднем инфракрасных диапазонах используются в системах волоконно-оптической связи, для мониторинга земной поверхности из космоса, наблюдения за космическими объектами. При создании полупроводниковых излучателей и фотоприемников для инфракрасного диапазона в основном применяются соединения А₃В₅ (например, арсенид галлия, арсенид галлия-индия). Но эти соединения весьма сложно синтезировать на кремниевых подложках, в отличие вышеописанных структур с квантовыми точками «германий в кремнии».

«Мы давно работаем со структурами “германий-кремний” и умеем создавать упорядоченные, строго контролируемые массивы квантовых точек, “способные” к детектированию и излучению света в инфракрасном диапазоне. Объединив нашу технологию с последними достижениями в области плазмоники, мы добились многократного увеличения фотолюминисценции германий-кремниевых квантовых точек.

Структуры с квантовыми точками “германий в кремнии” создавались на основе методов формирования упорядоченных ансамблей квантовых точек для усиления поглощения или излучения света полем упругих деформаций и введением локальных уровней в квантовые точки. Затем эти структуры с квантовыми точками были сопряжены с двумерными периодическими металлическими решетками субволновых нанодисков, либо отверстиями в металлической пленке. Металлические нанодиски и отверстия в металлической пленке выступали в качестве метаповерхностей, позволяющих преобразовать внешнее электромагнитное излучение в поверхностные плазмон-поляритонные волны», — прокомментировал соавтор исследования, заведующий лабораторией ИФП СО РАН член-корреспондент РАН Анатолий Васильевич Двуреченский.

Компоненты плазмоники и метаматериалов совместимы с электронными микросхемами благодаря используемым в плазмонике субволновым размерам и электропроводящим материалам. Поэтому плазмонные наносхемы обладают высоким потенциалом в минитюаризации интегрированных фотонных схем, обеспечивая связь между электроникой и фотоникой.

Квантовые точки — трехмерные фрагменты нанометровых размеров полупроводника, в котором носители заряда (электроны или дырки) локализованы и не могут свободно двигаться во всех направлениях. Воздействуя на квантовую точку переменным электрическим полем, можно обеспечить испускание фотонов: так устроены миниатюрные источники излучения, либо протекание электрического тока электронов, последнее используется в фотодетекторах.

Плазмон ― псевдочастица, квант (неделимая порция) колебания свободных электронов в металле. Плазмонный эффект (резонанс) ― резонансные колебания электронов в металлических пленках, длина волны которых определяется строением пленки и диэлектрической функцией используемых металлов.

Работа проводилась в рамках проекта–«стомиллионника»: «Квантовые структуры для посткремниевой электроники», победившего в конкурсе Минобрнауки России. Исследования поддержаны Российским научным фондом (проект № 19-12-00070) и Российским фондом фундаментальных исследований (проект № 18-52-00014).

Пресс-служба ИФП СО РАН

Учёные Сибирского федерального университета предложили усовершенствовать боевую одежду пожарных с помощью особых вкладышей, содержащих пружинящие детали из материала с памятью формы. 

Этот материал — хорошо известный сплав никеля и титана под названием нитинол, практически не подверженный коррозии и отличающийся высокой прочностью. При нагревании изделий из нитинола происходит их быстрое расширение, а последующее остывание возвращает деформированный предмет в изначальную форму. 

Изготовить из нитинола «умные» вкладыши для перчаток, шлемов, курток или комбинезонов пожарных разработчики с кафедры Техносферной и экологической безопасности решили относительно недавно, и идея оказалась практически реализуемой.

"Материалом с памятью формы наш коллектив занимается с 2015 года. Уже получен ряд патентов, подтверждающих высокий уровень разработок на его основе. Задача снабдить боевую одежду пожарных хлопчатобумажными вкладышами, наполнение которых состоит из рядов упорядоченно расположенных нитиноловых пружин, появилась благодаря нашим коллегам–студентам, которые служат пожарными. Например, соавтором разработки выступил магистрант кафедры, начальник пожарной части № 19 Железнодорожного района города Красноярска, Игорь Федорченко", — сообщила доцент кафедры Тамара Енютина.

Идея оказалась практичной и лёгкой в исполнении, «умный» вкладыш помещается прямо между гигиентическим и газонепроницаемым слоями одежды, может вшиваться в воротник куртки или помещаться в шлем, а образцы «прокачанных» нитиноловыми вкладышами перчаток уже прошли апробацию в борьбе с настоящим пламенем.

"Устойчивость стандартного боевого комплекта одежды пожарного в горящем здании 240 секунд. Предложенные нами вкладыши увеличат это время. В деле спасения людей и животных эти секунды могут оказаться решающими. Конечно, теплоотражательный костюм (ТОК–200), напоминающий скафандр, даёт до 600 секунд защиты — но эти костюмы используются в строго определённых случаях, например, при тушении пожаров в неблагоприятных климатических условиях или при повышенном тепловом воздействии. Наши вкладыши предназначены для повседневной форменной одежды. Они её почти не утяжеляют, а удорожание одного комплекта из–за нитиноловых вставок совсем незначительное, порядка пяти процентов", — уточнила Тамара Енютина.

"Мы отталкивались от идеи создания „воздушной подушки“ внутри перчатки или одежды. Нитиноловые пружины моментально нагреваются, раздвигают слои одежды, и эта своеобразная „подушка безопасности“ страхует руки и всё тело пожарного от соприкосновения с раскалёнными предметами. Например, можно взять в ладонь раскалённый металл или горящее дерево и удерживать его достаточно долго без вреда для себя. После использования перчатки, уловив снижение температуры окружающей среды, слои сами „сложатся“ до привычного размера", — отметила соавтор исследования, доцент кафедры техносферной и экологической безопасности Людмила Кулагина.

Сегодня подписано соглашение о вхождении научно-образовательных организаций Омской области в консорциум с ФИЦ ИВТ по созданию «Сибирского национального центра высокопроизводительных вычислений, хранения и обработки данных «СНЦ ВВОД».

Напомним, что ранее соглашение о намерениях в формировании такого консорциума уже подписали ГНЦ ВБ «Вектор» Роспотребнадзора, ФИЦ ИК СО РАН (Заказчик-застройщик «ЦКП «СКИФ»), «Большой университет» г. Томска, а также «Институт государственно-частного планирования» (г. Санкт-Петербург), являющийся оператором создания региональных научно-промышленных кластеров двойного назначения.

Со стороны Омского научного центра в консорциум входят Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского, Омский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина, Омский государственный технический университет, Омский государственный университет путей сообщения, Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет, а также новый индустриальный партнер проекта ООО «Основа Дата Нэт».

Как отмечают в руководстве ФИЦ ИВТ, главная цель реализации проекта «СНЦ ВВОД» —  формирование суперкомпьютерной вычислительной сети, которая охватит все сибирские регионы. Пока сложился ее первый уровень в виде треугольника «Новосибирск – Томск – Омск». В каждом из регионов будет локализован свой сегмент будущей сети: в Новосибирске суперкомпьютерный дата-центр первого уровня (главными постановщиками задач которого станут ЦКП СКИФ и ГНЦ ВБ «Вектор» Роспотребнадзора), в Томске – дата-центр второго уровня (он станет резервом для новосибирского центра), в Омске – дата-центр третьего уровня, который станет решать вспомогательные задачи.

«Омская область обладает серьезными научными и образовательными компетенциями, но сегодня этот потенциал, на наш взгляд, остается несколько недооцененным, что мы надеемся исправить, в том числе, через сотрудничество в консорциуме», — отметил врио директора ФИЦ ИВТ Андрей Юрченко.

Следующим шагом станет сбор научных и образовательных задач для омского дата-центра, который завершится 1 мая этого года, а к лету должна быть утверждена «дорожная карта», содержащая конкретные параметры будущего объекта и сроки запуска его в работу.

Если же говорить о проекте в целом, то, как сообщалось ранее, одна из важных задач суперкомпьютерного центра «СНЦ ВВОД» – обеспечение вычислительными мощностями Центра коллективного пользования «СКИФ», который создается в наукограде Кольцово в рамках нацпроекта «Наука». На аппаратной платформе «СНЦ ВВОД» будет размещен цифровой двойник синхротронного центра – он позволит координировать строительство, виртуально тестировать работу станций в различных режимах, планировать экспериментальное время, в целом управлять процессами и обеспечивать безопасность объекта.

На днях карьеры НГУ мы провели небольшое исследование. Специалисты «Дата Ист» пообщались со студентами технических факультетов и выяснили, в каких сферах они хотят применить университетские знания, о какой работе мечтают и на каких языках программируют.

Оказалось, что больше всего студенты интересуются проектами, связанными с машинным обучением, big data и data analysis. «Такое ощущение, что все хотят двигаться в этом направлении, - рассказывает ведущий программист «Дата Ист» Егор Федоров. - Меня спрашивали, есть ли у нас что-то для питонистов и плюсовиков. Этому учат на семинарах, и ребята уверены, что достаточно знают про C++, как я в свое время, когда был студентом». Вместе с тем звучали вопросы о продуктах компании, условиях работы, соцпакете, расположении офиса. Самые решительные отваживались узнать, как совмещать учебу и работу.  

«Ко мне обратилось несколько ребят по С#. Уровень знаний был не слишком высок, я порекомендовал им поучиться и попробовать свои силы в тестовых задачах «Дата Ист», - отмечает программист Константин Ульянов. – Расспрашивали также о стажировках в нашей компании, которые проводятся регулярно».

Интересы в вопросах трудоустройства у молодых людей и девушек разделились. Так, девушки в основном рассматривали вакансии дизайнеров, тестировщиков или лингвистов. Иностранные студенты искали работу без знания русского языка.  

Специалисты «Дата Ист» давали советы будущим программистам, расспрашивали их о степени владения языками и предлагали конкретные вакансии. Студентам 2-3 курсов они рекомендовали еще поучиться, чтобы не столкнуться с дилеммой «учеба или работа». «Университет для учёбы, - говорит Егор Федоров. – Но студентам старших курсов мы всегда рады. Для многих из них наша компания стала первым местом работы». На днях карьеры НГУ студенты голосовали за наиболее понравившуюся компанию, в результате «Дата Ист» получила звание лучшего работодателя для студентов.

«Дата Ист» тесно сотрудничает с Новосибирским госуниверситетом и реализует совместные проекты. Компания известна своими ИТ-разработками в сфере геоинформатики. С помощью инструментов и решений «Дата Ист» проектируются «умные города», осуществляется управление лесными ресурсами Великобритании, создаются карты для изучения последствий ураганов и наводнений, разрабатываются путеводители для национальных парков «Русская Арктика», «Зайнон» и «Глейшер». За всеми этими грандиозными проектами стоят увлеченные люди, открытые для инноваций и развития.

«Мы всегда в поиске новых идей, возможностей и талантов. И Новосибирский госуниверситет является для нас кузницей кадров», - отмечает генеральный директор компании «Дата Ист» Вячеслав Ананьев.

Одним из образовательных проектов студентов и преподавателей НГУ, который «Дата Ист» поддерживает уже много лет, является глобальная контрольная по географии «Контурная карта». Цель проекта - популяризировать географические знания среди населения, в частности молодежи. В этом году контрольная пройдет в НГУ 25 апреля уже в шестой раз.

Екатерина Вронская

В начале февраля этого года вышел Указ Президента РФ Владимира Путина «О мерах по реализации государственной научно-технической политики в области экологического развития Российской Федерации и климатических изменений». Согласно этому документу, правительство обязано в течение полугода разработать и утвердить Федеральную научно-техническую программу в области экологического развития РФ, рассчитанную на период до 2030 года.  Предлагаемые решения должны затронуть достаточно широкий круг проблем: экологическая безопасность, мониторинг состояния окружающей среды, изучение изменений климата и их последствий. Ну и, конечно же, оценка возможных мер по снижению выбросов парниковых газов.

Как мы знаем, с недавних пор проблемы экологии стали тесно ассоциироваться с проблемой климатических изменений. Климатические изменения, в свою очередь, поставлены в зависимость от эмиссии углекислого газа, которая в этой логике напрямую увязана с работой энергетических предприятий. Поэтому совсем не исключено, что данный документ многими будет истолкован как очередной жест в сторону так называемого энергетического перехода. Напомню, что в ноябре прошлого года был подписан президентский Указ о сокращении выбросов парниковых газов в целях реализации РФ своих обязательств в рамках Парижского соглашения по климату.

Думаю, нет смысла уточнять, что у нас в стране ряд экспертов и политических деятелей давно уже жаждут полного принятия «зеленой» климатической повестки – по примеру того, как это происходит в странах ЕС и в США (с приходом Байдена). Если руководство страны все-таки двинется в указанном направлении, то тогда нас ожидает планомерный отказ от ископаемого топлива и безудержное наращивание объектов возобновляемой энергетики. Угольная генерация, естественно, закономерно подвергнется остракизму.

Мы не будем сейчас рассуждать о вероятности такого сценария. Понятно, что в наших условиях он практически нереализуем. Однако при этом он способен отвлечь немало сил и средств на реализацию различных «инновационных» проектов, чья актуальность для страны останется под большим вопросом. Вместе с тем правительство, стремясь продемонстрировать свою приверженность «зеленой» повестке, может оставить без внимания куда более значимые проекты. Мы говорим сейчас о проектах, связанных с развитием угольной генерации. Подчеркиваем, происходящий сейчас на Западе масштабный переход на ВИЭ сопровождается демонстративным отказом от угля. Именно демонстративным! Для России, конечно же, такой подход к угольной генерации не приемлем – хотя бы только потому, что мы не можем просто так, росчерком пера, поставить вне закона тепловые станции. Такой фанатизм никак не вписывается в экономические реалии страны.

В этой ситуации нам предстоит найти свой «особый путь», чтобы и волки были сыты (мы про климатические обязательства), и овцы были целы (имеем в виду угольную генерацию). То есть необходимо снижать эмиссию углекислого газа, не отказываясь от своей угольной энергетики. Наоборот, осуществляя ее планомерное инновационное развитие. Полагаю, что на данном этапе в руководстве страны морально готовы к принятию подобных предложений со стороны специалистов. А такие предложения имеются (о чем мы пишем регулярно).

Как мы уже сообщали, недавно в Новосибирске состоялся Форум «Кооперация науки и производства». На одной из дискуссионных площадок был затронут вопрос экологии, который плавно перешел в плоскость развития энергетики, точнее – развития угольной генерации. Эту тему поднял хорошо известный в нашем городе (и в стране) ученый Валентин Данилов, уже не первый год, продвигающий технологию газификации угля и ее применения для теплоснабжения территории Новосибирского научного центра.

Сам принцип, положенный в основу данной технологии, далеко не нов. Так, еще в XIX веке для освещения Лондона использовался «синтетический» газ, получаемый из угля. Напомним, что в Красноярске по тому же принципу одно успешное предприятие производит угольный сорбент, попутно получая синтез-газ (идущий – бесплатно – для отопления домов). Валентин Данилов предлагает расширить применение этой технологии, осуществляя «двойную» генерацию на основе бурого угля – производя сорбент (который в десять раз дороже исходного материала) и синтез-газ. По его словам, в Сибири именно таким путем можно организовать всё теплоснабжение городов и крупных поселков. Благо, запасы бурого угля в наших краях колоссальны. Развиваясь в указанном направлении, мы, безусловно, могли бы сразу реализовать две цели: снизить «углеродный след», одновременно осуществив модернизацию угольной энергетики. В этом плане глубокая переработка угля, предложенная ученым, кажется намного предпочтительнее маниакального перехода на ВИЭ. Во всяком случае, применительно к Сибири такой подход выглядит вполне уместно.

С точки зрения Валентина Данилова, наилучшей демонстрационной площадкой для такого проекта является Академгородок. Как откровенно признался ученый, система теплоснабжения Академгородка соответствует уровню конца позапрошлого века. Банальное сжигание в котлах природного газа с централизованной подачей тепла – печальный анахронизм наших дней. Для научного центра, позиционирующего себя как «центр инновационных технологий», такое инфраструктурное отставание плохо сказывается на репутации. Ученый считает, что разрекламированная программа «Академгородок – 2.0.» должна непременно включать в себя и аспект модернизации системы теплоснабжения. В принципе, объективных препятствий для внедрения такой технологии нет. В этой связи ученый выдвинул концепцию создания в Бердске энерготехнологического комплекса, где могла бы происходить апробация подобных технологий. По словам Валентина Данилова, в Бердске уже есть заинтересованные лица из числа представителей бизнеса. То есть указанный пилотный проект имеет четко выраженную коммерческую составляющую, привлекательную для инвесторов.

В общем, в стране, конкретно – в Новосибирской области – уже есть научно-производственный потенциал, который можно успешно применить для энергетического перехода «по-российски». И здесь программу развития Академгородка удалось бы включить в общий контекст разрабатываемой правительственной программы, отмеченной в недавнем Указе Президента РФ по реализации государственной научно-технической политики в области экологического развития.  Я специально обращаю внимание на данный момент. У нас в таких вопросах часто зацикливаются на проблемах территориального планирования и поддержки науки. Однако, несколько расширив рамки программы развития Академгородка и выделив отдельной строкой тему модернизации системы теплоснабжения, мы могли бы четко «вписаться» в указанную правительственную программу.

Полагаю, что руководителям научных организаций Академгородка, а также все тем, кто так или иначе связан с вопросами его развития (включая и многочисленных гражданских активистов), стоило бы уже сейчас, что называется, поднять на щит вопрос модернизации угольной энергетики в предложенном здесь ключе. В конце концов, если мы уверены в том, что Новосибирский научный центр имеет МИРОВОЕ ЗНАЧЕНИЕ, то такой расширенный контекст напрашивается сам собой. То есть Академгородок мог бы стать неким флагманом «экологического» подхода к модернизации энергетической отрасли, демонстрируя всему миру адекватный, взвешенный и поддержанный наукой путь развития столь жизненно важной сферы.

Андрей Колосов

Ученые изучили, как кровоснабжение головного мозга изменяется по мере развития сахарного диабета I типа. Для этого они наблюдали за особой генетической линией мышей, у которой сильнее проявляются последствия этого заболевания. В будущем эти результаты можно будет перенести в клиническую практику, для выявления патологических изменений в системе кровоснабжения мозга человека на ранних стадиях развития диабета I типа.

Исследование провели сотрудники молодежной лаборатории высокотехнологического фенотипирования лабораторных животных ИЦиГ СО РАН совместно с коллегами из лаборатории дифференциальных уравнений Института гидродинамики имени Лаврентьева СО РАН. Результаты работы опубликованы в журнале Scientific Reports.

Одно из важных направлений работы Института цитологии и генетики СО РАН – создание и изучение моделей заболеваний человека на линиях лабораторных животных. Это позволяет лучше понимать механизмы развития болезней, факторы риска их развития, находить новые мишени для лекарственного воздействия и создавать более совершенные способы диагностики, в том числе на ранних этапах (когда лечение наиболее эффективно).

Используя магнитно-резонансный томограф Центра генетических ресурсов лабораторных животных ИЦиГ СО РАН (самый мощный прибор такого типа в стране) ученые построили математическую модель кровотока Виллизиева круга (у животных не всегда замкнута совокупность кровеносных сосудов, обеспечивающих поступление и распределение крови в головном мозге), причем, в двух вариациях, одна из которых учитывала пульсацию кровотока, а другая – нет.

Незначительные функциональные изменения кровотока стали заметны уже через месяц наблюдений, а через два они стали выражены и анатомически. Эти изменения имели связь с пространственной организацией кровоснабжения и сосредотачивались в основном в правой части Виллизиева круга. Данная особенность вполне соответствует биологической природе симметрии и асимметрии.

– Симметрию, в определенном смысле, считают показателем здоровья организма, а в основе возникновения асимметрии чаще всего лежит какое-то нарушение, на генетическом, метаболическом, физиологическом или ином уровне работы организма, – рассказал ведущий научный сотрудник ИЦиГ СО РАН, к.б.н. Андрей Акулов.

В данном случае, асимметрия возникла в результате течения диабета I типа.

Конечно, отмечают ученые, в рутинной медицинской практике эти изменения вряд ли обратят на себя внимание врача, во время обследования с помощью МРТ ищут серьезные повреждения сосудов, а созданные нами модели фиксируют более тонкие изменения, которые, сами по себе, не несут острой угрозы здоровью. Но они сигнализируют о том, что некие патологические процессы уже затронули систему кровоснабжения мозга и в будущем могут вылиться в серьезные проблемы.

– Диабет I типа остается пока неизлечимым заболеванием, пациентам с таким диагнозом нужна пожизненная терапия, но мало кто знает, как меняются ключевые характеристики сосудистой системы головного мозга на фоне болезни и назначаемого лечения, а они меняются, - подчеркнул Андрей Акулов.

Тем временем, ученые из ИЦиГ и ИГиЛ, задействованные в этом исследовании, продолжают изучать как диабет, и вызванная им гипергликемия, влияют на мозг и его кровеносную систему. Известно, что у пациентов с диабетом I типа выше риск развития инсультов, когнитивных нарушений. Причем, часто это происходит (в отличие от диабета II типа) в возрасте 30-40 лет, поскольку само заболевание начинается раньше, в подростковом возрасте. И большая часть этих проблем начинается с незначительных (и часто не замечаемых) изменений кровотока, которые фиксируют созданные учеными модели.

Следовательно, нужен набор неких маркеров, который показывал бы эти изменения на ранней стадии (пока они не привели к существенным повреждениям сосудов) и позволял своевременно скорректировать лечение. В ИЦиГ надеются, что проведенное исследование станет шагом к формированию более точных и тонких методов отслеживания изменений в головном мозге таких пациентов. Точная их численность на сегодня неизвестна, но, даже если учитывать лишь официально поставленных на учет, то это сотни тысяч людей только в нашей стране.

Пресс-служба ИЦиГ СО РАН