Специалисты Новосибирского государственного технического университета НЭТИ в тесном сотрудничестве с коллегами из Томского политехнического университета создают уникальное оборудование для Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» — кристальный монохроматор.

«Монохроматор — это часть оборудования экспериментальной станции. Когда синхротронное излучение по специальным каналам вывода из основного накопительного кольца попадает на станцию для проведения исследований, то необходимо обрабатывать энергию или, другими словами, длину волны излучения в соответствии с задачами станции. В этом и состоит предназначение монохроматора — выделение заданного диапазона энергий (спектра) излучения. После «обработки» уже монохроматический пучок поступает в камеру, где находится исследуемый образец, и взаимодействует с ним, а ученые проводят необходимые измерения», — рассказал руководитель группы разработчиков, младший научный сотрудник Центра технологического превосходства НГТУ НЭТИ Александр Чиннов.

По его словам, разрабатываемый монохроматор будет уникальным: он разрабатывается для источника синхротронного излучения передового поколения и позволит вывести исследования на новый уровень. Монохроматор будет готов к 2024 году.

«Без преувеличения можно сказать, что монохроматор — это ключевой и наиболее сложный компонент экспериментальной станции. Сейчас в России нет собственных технологий создания монохроматоров для современных источников синхротронного излучения. Специалисты НГТУ взялись за важную и амбициозную задачу. Монохроматоры понадобятся не только для СКИФ, но и для других источников синхротронного излучения, которые будут строиться в России согласно профильной федеральной программе», — прокомментировал заместитель директора ЦКП «СКИФ» по научной работе д.ф.-м.н. Ян Зубавичус.

Монохроматор будет установлен на станции «Микрофокус», интегратором создания которой выступает Томский политехнический университет. Станция будет специализироваться на изучении сверхмалых объектов (микро и нано- уровень) методами рентгеновской микроскопии и микротомографии, совмещенными с высокоразрешающим сканирующим рентгенофлуоресцентным анализом и структурными исследованиями кристаллов под высокими давлениями.

«Сейчас мы перешли на стадию разработки конструкторской документации — это подготовка чертежей, сопроводительной документации, программы и методик испытаний», — добавил Александр Чиннов.

Исследования на станции «Микрофокус» необходимы в науках о Земле: на станции ученые будут, например, изучать процессы глубинного минералообразования и рудообразования, механические и термодинамические свойства мантии Земли в их связи с сейсмичностью и вулканизмом. Кроме того, здесь могут быть решены задачи материаловедения в части поиска новых сверхтвердых, высокоэнергетических и других функциональных материалов, а также модификации функциональных материалов в условиях высоких давлений и температур. Также исследования на экспериментальной станции «Микрофокус» перспективны для задач биомедицины и археологии. Причем описанные задачи могут носить как фундаментальный, так и прикладной характер.

Пресс-служба ЦКП "СКИФ"

Специалисты Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН изучили изменение иммунных параметров при шизофрении. Ученые выявили, что среди пациентов выделяется группа больных с высоким уровнем воспаления. Для них в будущем может применяться дополнительная персонифицированная противовоспалительная терапия.

Шизофрения — хроническое психическое расстройство. У человека с такой болезнью развивается нарушение восприятия, мышления, эмоциональных реакций. Синдромы недуга делят на негативные и продуктивные. К первым относят эмоциональную отгороженность, трудности в общении, стереотипное мышление и другое. Продуктивными считаются бред, галлюцинации, возбуждение. По данным Всемирной организации здравоохранения, от шизофрении страдают около 24 миллионов человек по всему миру. На каждые 300 человек приходится 1 больной с таким психическим расстройством. При этом в развитых странах количество больных шизофренией может превышать 1 % в популяции.

Шизофрения — это мультифакториальное заболевание, возникающее при сочетании ряда наследственных факторов с влиянием внешней среды. Генетическая предрасположенность при этом играет существенную роль: так, у родственников первой линии больного шизофренией шанс заполучить этот недуг возрастает до 9 % (при общей вероятность 0,5 – 1 % в популяции), а для монозиготных близнецов вероятность заболеть другому, если болеет один, достигает 80 %. Эффект от воздействия внешнего мира на психику человека чрезвычайно многообразен. С развитием шизофрении ассоциированы социальные факторы, такие как степень урбанизации или положение в обществе. Известно, что это заболевание чаще встречается в развитых странах, но у людей с низким достатком. Влияет и и употребление психоактивных веществ: алкоголь, амфетамины и каннабиноиды напрямую коррелируют с возникновением шизофрении.

Постоянный стресс, спутник многих жителей развитых стран, также относится к внешним триггерам, провоцирующим развитие заболевания. Все эти факторы (как генетические, так и внешней среды) влияют на работу дофаминэргической системы, а на данный момент нарушение дофаминового баланса является главной гипотезой, объясняющей возникновение шизофрении. Описанные выше негативные факторы, связанные с развитием шизофрении, также влияют и иммунную систему. «Есть много исследований, которые показывают, что различные нарушения иммунной системы связаны с развитием шизофрении. Мы пытаемся найти эту связь между изменением конкретных иммунных параметров и симптомами шизофрении», ? объясняет научный сотрудник лаборатории ферментов репарации ИХБФМ СО РАН, старший преподаватель кафедры молекулярной биологии ФЕН НГУ кандидат биологических наук Евгений Александрович Ермаков. Исследование проводится совместно с сотрудниками НИИ психического здоровья Томского национального исследовательского медицинского центра РАН.

Основное внимание ученые сосредоточили на воспалительных биомаркерах. Одним из них выступает внеклеточная ДНК. В нормальном состоянии ДНК находится внутри клетки, однако при ее гибели ДНК может попадать в межклеточное пространство и кровоток. У человека существует фоновый (нормальный) уровень внеклеточной ДНК, которая удаляется клетками-фагоцитами и специальными ферментами. При масштабном разрушении клеток или при нарушении процессов удаления внеклеточной ДНК фиксируется ее высокая концентрация. «В наших работах мы отметили, что у больных шизофренией уровень внеклеточной ДНК примерно в 1,5 раза выше, чем у здоровых людей, ? объясняет аспирант лаборатории ферментов репарации ИХБФМ СО РАН Марк Маркович Меламуд. Эти наблюдения подтверждены данными разных исследований, поэтому анализ концентрации внеклеточной ДНК может стать основой для разработки новых методов диагностики шизофрении.

Другим маркером воспаления выступают цитокины – это особые белки, регулирующие функции иммунных клеток. Изменение концентрации цитокинов связано с воспалительными реакциями. Ученые проанализировали концентрацию 15 цитокинов в крови пациентов и здоровых людей и выявили увеличение некоторых показателей у пациентов с шизофренией. Полученные данные подтверждают провоспалительное состояние при шизофрении. Более того, удалось показать, что примерно у трети пациентов наблюдаются признаки выраженного провоспалительного состояния. Результаты работы опубликованы в журнале Brain Sciences.

Полученные данные открывают новые направления в терапии. Шизофрения — неизлечимое заболевание. За всю жизнь у больного может быть единичный психотический эпизод и длительная ремиссия, но чаще недуг проявляется в длительных симптомах — тогда нужно постоянное лечение. Сейчас используются антипсихотические препараты. Исследователи предполагают, что подгруппе пациентов с выраженными воспалительными процессами может быть назначена дополнительно противовоспалительная терапия, которая позволит более эффективно сдерживать заболевание.

Подготовили студентки отделения журналистики ГИ НГУ Алина Саркисян, Ирина Дмитриева, Валерия Кочеткова и Татьяна Быкова для спецпроекта «Мастерская “Науки в Сибири”»

«Большие вызовы» – это всероссийский конкурс научно-технологических проектов для старшеклассников и студентов, которые занимаются научной или исследовательской деятельностью. Автором идеи и бессменным организатором конкурса выступает известный на всю страну образовательный центр «Сириус» (Сочи). Первый его этап проводится весной в формате региональных конкурсов, победители которых собираются летом для участия в проектной смене уже на территории самого «Сириуса».

Новосибирский государственный университет совместно с Газпромнефть НТЦ принимает участие в этой программе уже в третий раз. В этом году команда НОЦ Газпромнефть-НГУ (в которую вошли школьники Новосибирска, Кемерово и Новокузнецка) при поддержке Передовой инженерной школы НГУ представила проект «Автоматический анализ сейсмической активности геологических сред». В числе одиннадцати других, он был отобран для финальной смены Программы «Большие вызовы» по направлению «Большие данные, искусственный интеллект, финансовые технологии и машинное обучение». Смена проводилась с 1 по 24 июля 2023 года в Сочи на базе НОЦ «Сириус».

Под руководством сотрудников НОЦ Газпромнефть-НГУ Руслана Бекренёва и Алексея Матвеева на протяжении трёх недель команда школьников изучала методы анализа сейсмических данных и веб-разработки. В результате был подготовлен конечный продукт, который не только проводит автоматический анализ сейсмичности, но также предоставляет веб-интерфейс для работы пользователя.

В чём суть проекта?

Сеть сейсмостанций в поле непрерывно записывает данные и передает на центральный сервер, там разработанные алгоритмы проводят анализ данных в реальном времени, и у пользователя в веб-приложении отрисовывается карта с положением сейсмических событий (выделение зон сейсмической активизации).

«В программе были предусмотрены промежуточные защиты, для контроля за ходом проекта и корректировки планов. Ребята были заинтересованы и плотно работали над проектом: разрабатывали веб-приложение с использованием фреймворков django и dash, создали нейронную сеть для снятия времен прихода сейсмических волн. Итог нашей работы – готовое к эксплуатации веб-приложение для автоматического анализа данных микросейсмического мониторинга, которое может быть использовано для контроля разработки как нефтегазовых месторождений, так и месторождений твердых полезных ископаемых», – поделился руководитель проекта Руслан Бекренёв.

Результаты проекта были представлены на суд экспертов на итоговой защите. Финалом программы стало участие команды на фестивале проектов и демонстрация результатов для неравнодушных зрителей со всех направлений.

Конечно, за такой короткий срок трудно сделать законченный продукт в смысле полного функционала, необходимого для производства, отмечают сами разработчики. Так что предложенное решение является актуальным прототипом, который требует дальнейшего развития.

27 июля в Новосибирске стартует Первенство России по спортивному туризму среди юных спелео туристов. Соревнование пройдет на территории Маслянинского района Новосибирской области. Поддержку проекту оказывает Новосибирское региональное отделение Русского географического общества.

Из разных уголков России на соревнования приедут 97 спортсменов. Это команды из Севастополя, Москвы, Челябинской и Свердловской областей, Республики Башкортостан, Красноярского края, Томской и Новосибирской областей. Судьи также приглашены из разных регионов страны. Цель соревнований - объединение юных спелеологов нашей страны, налаживание межрегиональных связей для совместной деятельности в спелеологических проектах.

«Сегодня мы стоим у истоков зарождения традиции, такое Первенство среди юных спелео туристов проводится впервые в России, - отмечает руководитель новосибирского детского спелео клуба «Солнышко» Глеб Ситников, один из организаторов соревнований. - Отечественная спелеология переживала периоды как развития, так и упадка. В последние годы наблюдается возрождение спелеологии и спеолеотуризма в нашей стране. Многие кадры в научной и спортивно-туристической спелеологии выросли из детско-юношеских клубов и секций. Чтобы развивать у молодежи чувство патриотизма и активную жизненную позицию, нужно поддерживать туризм».  

Организатором мероприятия выступает Новосибирское отделение общероссийской общественной организации «Федерация спортивного туризма России». Содействие в проведении соревнований оказывает министерство физической культуры и спорта Новосибирской области, ГАУ НСО «Дирекция спортивных мероприятий» и администрация Маслянинского района Новосибирской области. «Пионером» в создании традиции проведения таких юношеских соревнований стал детский спелео клуб «Солнышко» Дома детского творчества им. В. Дубинина города Новосибирска, который занимается дополнительным образованием детей более тридцати лет.

Организация столь масштабного мероприятия была бы невозможна без привлечения партнёров. Российский Союз спелеологов и Союз добровольцев-спелеоспасателей принимают активное участие в организации соревнований. Партнёры подготовили подарки для победителей. В числе партнёров выступили магазины спецснаряжения Спорт-Марафон, Guru, Ринг, Тиролия, Сноуборд, другие.

Екатерина Вронская
Новосибирское региональное отделение Русского географического общества
 

Разработка ученых Института физики полупроводников им А.В. Ржанова СО РАН (ИФП СО РАН) — апробированные кремниевые меры высоты и плоскостности — востребована среди производителей высокоточной измерительной аппаратуры (в частности, атомно-силовых микроскопов), на предприятиях микро- и наноэлектроники, высокоточного машиностроения.

На сегодняшний день в России и мире — это единственный вид мер, охватывающий диапазон от сотых долей нанометра до десятков нанометров. Обычно для измерения объектов, размером в доли нанометра и десятки нанометров, используются разные масштабные «линейки», что  приводит к увеличению количества искажений и ошибок. Подробности работы опубликованы в журнале Американского химического общества «ACS Applied Materials & Interfaces».  (https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsami.2c20154)

«Отличие наших мер от тех, что широко используются сейчас — это прослеживаемость: мы можем одновременно измерить объекты, размеры которых доли нанометра и десятки нанометров. Наши меры перекрывают весь диапазон от 0,3 до 100 нм. Сейчас для измерения объектов в сотни нанометров используется одна “линейка”, а для единиц нанометров — другая. Это приводит к определённым сложностям: проводится компарирование (сличение) линеек, определяется масштаб неизбежно возникающих ошибок», — говорит заместитель директора по развитию ИФП СО РАН, первый автор статьи в «ACS Applied Materials & Interfaces» кандидат физико-математических наук Дмитрий Владимирович Щеглов.

Мера плоскостности представляет собой идеально гладкую поверхность кристалла кремния, диаметром до миллиметра, а мера высоты — «стопка» атомных слоев кремния, может варьировать от одного до нескольких сотен слоев. Высота одного атомного слоя  — 0,31356 нанометров. Такие масштабы сложно представить — это примерно в двести тысяч раз тоньше человеческого волоса.

С помощью новых мер можно проводить измерения объектов, размеры которых сопоставимы с атомными и даже меньше их — постоянно уменьшающихся элементов электронно-компонентой базы или квантовых наносистем, фрагментов молекул ДНК, структурных особенностей углеродных нанотрубок или каталитических наночастиц. Меры могут использоваться для усовершенствования и калибровки измерительного оборудования — оптических и атомно-силовых микроскопов, развития физических основ новой электроники.

«Для этих мер сотрудники Всероссийского научно-исследовательского института оптико-физических измерений (ВНИИОФИ) разработали паспорт и руководство по эксплуатации. Также были проведены экспериментальные исследования, показавшие, что меры соответствуют заявленным метрологическим характеристикам. Ранее, другой организацией, меры высоты были включены в Федеральный информационный фонд (ФИФ). Включение средства измерения в ФИФ позволяет использовать его в сферах государственного регулирования, а дополнительно — в качестве эталона определенного ранга в поверочной схеме, если он по своим характеристикам ему соответствует. За разработкой поверочной схемы нужно обращаться во Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д. И. Менделеева, где хранится первичный эталон метра», — объясняет начальник отделения ВНИИОФИ доктор технических наук Владимир Леонидович Минаев.

Разработка подобных мер стала возможным благодаря использованию эффекта, открытого директором ИФП СО РАН академиком А.В. Латышевым в конце 1980-х годов — явления эшелонирования атомных ступеней под действием постоянного тока. После скола или отжига в вакууме поверхность любого кристалла не является идеально ровной в наномасштабе — визуально она напоминает террасные рисовые поля на склонах гор в юго-восточной Азии. На ней есть участки, состоящие из атомов плоскостей (террас), расположенные на различных высотах.  При этом минимальная разница высот таких плоскостей и будет равна одному атому, а граница между такими плоскостями и будет моноатомной ступенью.

Воздействуя на кристалл кремния постоянным током, можно «разогнать» ступени — и увеличить площадь гладкой поверхности или собрать нужное количество ступеней в более плотную «лестницу» — эшелон ступеней и, соответственно, точно определить его высоту.

«При создании наших мер, мы действуем по методу “снизу вверх” — используем фундаментальные физические свойства материи на атомном уровне, чтобы с помощью изменения макропараметров (приложенного поля, температуры и т.д.),  система сама превращалась в то, что нам нужно. Такой подход называется “использованием процессов самоорганизации”: мы ничего от макрообъекта не отрезаем, не используем химическое травление, литографию, как это происходит при создании большинства существующих сегодня мер методами “сверху вниз”.

Мы научились управлять поверхностью кристалла кремния фактически с атомной точностью и использовать кинетические нестабильности. Упрощенно говоря, управлять движением атомных ступеней, как потоком машин на дороге, собирая их в пробку или рассеивая, включив красный или зеленый светофор», —   добавляет Дмитрий Щеглов.

Принцип действия процессов самоорганизации ученый поясняет образно: «Представим, что стоит задача создать какой-то сложный объект: на завод привезли современный ноутбук и нужно создать такой же. Если создавать с помощью процесса “сверху вниз”  ―  нужно каждую деталь разобрать, понять, из чего она сделана, а затем выстроить технологии производства подобных деталей. А процесс “снизу вверх” работает иначе: понимая фундаментальные законы мироздания, разработчик делает преграду с заданным составом и рельефом, с необходимой энергией ударяет о нее, допустим, калькулятор, и тот превращается в ноутбук. Такая “волшебная” задача не всегда имеет решение (точнее,  — почти всегда не имеет), но иногда решение есть, для определенных систем, как в нашем случае».

Кто может использовать меры?

«В наших мерах заинтересованы производители атомно-силовых, оптических микроскопов, кроме того, мы сами ведем разработку специальных микроскопов нового типа, в рамках гранта Российского научного фонда № 19-72-30023. Меры могут применяться в оптических схемах, в том числе схемах квантовой передачи информации, использоваться там, где требуется высокоточная синхронизация систем на Земле и в космосе, как в GPS, GLONASS. Другой вариант — меры нужны в  научных экспериментах: атомно-гладкие поверхности мы передавали в Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН, ФИЦ “Институт катализа им. Г.К. Борескова”, как подложки для исследований. Такая поверхность может выступать одновременно и подложкой, и “линейкой” — и в этом тоже ее преимущество», — комментирует Д. Щеглов.

Владимир Минаев добавляет, что ему неизвестны другие комплексы мер, охватывающие диапазон от десятых долей нанометра до сотен нанометров: «Существуют меры компании VLSI (США) от 10 нанометров и более. Но менее 1 нм, я не встречал. В своей работе я рекомендую меры, созданные специалистами ИФП СО РАН, разработчикам и пользователям атомно-силовых, растровых электронных и интерференционных микроскопов, для которых важен субнанометровый диапазон, так как мер в этом диапазоне нет. Пока этот диапазон не очень востребован, насколько мне известно. Единственные, кто делает измерения в нем — изготовители лазерных зеркал. Для них очень важно получить шероховатость в ангстремном диапазоне (десятые доли нанометров).На текущий момент их приборы калибруются мерами высоты, имеющими размер десятки нанометров, думаю, что рано или поздно потребуются меры на меньший диапазон».

Сейчас атомно-гладкое зеркало, созданное в ИФП СО РАН, уже используется в уникальном приборе: интерференционном микроскопе, который разработан совместно специалистами ИФП СО РАН и Конструкторско-технологического института научного приборостроения СО РАН. Микроскоп позволяет вести быструю неразрушающую диагностику особенностей рельефа поверхности нанообъектов: регистрирует перепады высот порядка десятой доли нанометра. Обычно для подобных задач, решаемых при создании новых материалов, исследовательских процессах, промышленной диагностике, используется атомно-силовой микроскоп. Но, во-первых, игла атомно-силового микроскопа воздействует на поверхность, изменяя ее,  во-вторых, сканирование на атомно-силовом микроскопе длится в несколько раз дольше, чем исследование с помощью оптического прибора.

Во многом разработка — комплекс мер — опережает существующие технологии (не везде нужна такая точность измерений), и находится в начале индустриального применения. Ученые считают, что на данном этапе оптимально было бы создать прибор, который позволит использовать потенциал разработки по максимуму, что в итоге даст хороший эффект по отношению к существующим индустриям ― микроэлектронной отрасли, отрасли научного приборостроения, высокоточного приборостроения. «Если это (создание такого прибора) получится, то необходимо будет передавать для внедрения уже готовый  прибор, в основе которого лежат меры, а не сами меры отдельно»,  ― отмечает Дмитрий Щеглов.

Справка: В 2019 году  Международным бюро мер и весов в Париже было решено принять параметр кристаллической решетки кремния в качестве вторичной реализации определения метра. Первичный эталон метра определен, как расстояние, которое свет проходит в вакууме за 1/299792458 долю секунды.

Решение принять параметр кристаллической решетки кремния в качестве вторичной реализации определения метра, связано с растущей необходимостью проводить измерения в наномасштабе. Это требуется производителям интегральных схем, специалистам, занимающимся разработкой новых материалов, установлением фундаментальных закономерностей функционирования наномира, производителям высокоточного оборудования. Использование первичного эталона метра не позволяет проводить измерения объектов субнанометрового размера с нужной точностью из-за физических ограничений.

Соответственно, для использования параметра кристаллической решетки кремния, как вторичного эталона метра, необходимо создать комплект «линеек» — мер, использующих этот параметр. Один из способов, которым это можно сделать, рекомендованный Международным бюро — использовать моноатомные ступени кремния, именно такой комплекс мер создали ученые ИФП СО РАН.

Пресс-служба ИФП СО РАН

Фотографии предоставлены исследователями

Основной накопитель ЦКП «СКИФ» — это самый большой объект комплекса. Внешний диаметр его здания в форме кольца – почти 240 метров. Строители провели бетонирование первых двух сегментов фундаментной плиты.

Всего фундамент здания разделен на 56 сегментов, они поочередно будут заполняться бетоном. Общий объем фундаментной плиты составит 42,5 тыс. м³.

Напомним, что фундамент здания — это финальный слой его основания. Однако под массивной плитой толщиной 1,5 м находятся еще несколько слоев уплотненного и стабилизированного грунта. Таким образом, общая толщина основания накопителя — 12 м.

В этом здании за надежной стеной биозащиты сутками будет со скоростью света летать электронный пучок и, попадая в поле магнитов, генерировать синхротронное излучение. Также в здании будут располагаться экспериментальные станции, куда по специальным каналам вывода будет доставляться пучок синхротронного излучения для проведения научных исследований.

Особые требования к основанию здания необходимы для обеспечения его вибростабильности, а значит и стабильности параметров электронного пучка, без которой работа ученых на станциях окажется невозможной.

Параллельно на площадке ЦКП «СКИФ» идет строительство остальных 33 зданий и сооружений комплекса.

Так, продолжается армирование и бетонирование фундаментной плиты здания инжектора, армирование фундаментных плит отдельных зданий экспериментальных станций «Быстропротекающие процессы» и «Диагностика в высокоэнергетическом рентгеновском диапазоне».

Готовы фундаменты зданий лабораторного корпуса, столовой, административного корпуса, ведется устройство стен, колонн и перекрытий этих объектов.

Завершаются работы по строительству остовов корпусов инженерного обеспечения, стендов и испытаний (возводятся с использованием металлоконструкций), началось формирование их теплового контура.

На строительной площадке ЦКП «СКИФ» увеличилось количество строителей: сейчас здесь ежедневно работают порядка 660 профессиональных строителей, а также около 130 представителей студенческих отрядов.

До конца осени строители рассчитывают завершить создание фундаментов технологически сложных зданий ЦКП «СКИФ» (инжектор, накопитель, здания экспериментальных станций) и закончить монтаж металлоконструкций и обшивку зданий, возведение стен и перекрытий по остальным объектам, чтобы в зимний период заниматься инженерными и отделочными работами.

Генеральным подрядчиком строительства ЦКП «СКИФ» выступает АО «КОНЦЕРН ТИТАН-2»

Фото предоставлено пресс-службой ЦКП "СКИФ"

Совсем недавно спецпосланник президента США по климату Джон Керри, выступая на климатическом саммите в Вашингтоне, открыто призвал к трансформациям в сельском хозяйстве, назвав их частью решения по спасению планеты. Если кто-то думает, будто подобные заявления являются не более чем высокопарной риторикой (ни к чему не обязывающей), тот сильно заблуждается. Подобные выступления сопровождаются принятием вполне конкретных решений на правительственном уровне. Поэтому, если с высоких трибун кто-то объявляет коров чуть ли не угрозой для планеты, то это означает, что за сельское хозяйство решили взяться всерьез. Процесс борьбы с животноводством находится пока что на начальном этапе. Но он развивается, и животноводческой отрасли такое развитие событий не сулит ничего хорошего.

Мы уже писали об европейских прецедентах, когда во имя «защиты климата» принимаются решения по сокращению поголовья. Америка (точнее – администрация Байдена) также демонстрирует свое намерение принести в жертву домашнюю скотину во имя реализации климатических целей. Так, недавно США подписали с двенадцатью другими странами соглашение, в рамках которого на фермеров будут возложены обязательства по сокращению выбросов метана, выделяемого… коровами! Соглашение, как ни странно, подписали страны, являющиеся на сегодняшний день ведущими производителями крупного рогатого скота и соответствующих продуктов питания. Сюда входят, кроме США, Бразилия, Чили, Чехия, Германия, Испания, Перу, Уругвай.

Во что выльются подобные ограничительные меры, догадаться не сложно. Без сокращения поголовья, как мы понимаем, дело не обойдется. Наглядный пример тому демонстрирует Ирландия. Так, в начале июня этого года ирландское правительство объявило, что в течение последующих трех лет оно осуществит выбраковку 200 тысяч голов крупного рогатого скота, на что будет потрачено 600 миллионов евро. Данная инициатива реализуется в рамках более широкой программы по сокращению сельскохозяйственных выбросов на 25% к 2030 году. Согласно данным ирландского Агентства по охране окружающей среды, в 2021 году не менее 38% выбросов парниковых газов приходилось именно на сельскохозяйственный сектор. В основном это связано с использованием азотных удобрений и навоза, а также с выбросами метана в животноводстве. Как указанные меры скажутся на животноводческой отрасли Ирландии, борцов за экологию не волнует, несмотря на то, что примерно 90% сельхозпродукции, созданной ирландскими фермерами, идет на экспорт. И весомую долю здесь (не менее двух третей) занимают как раз молочные продукты.

Интересный момент: министерство сельского хозяйства Ирландии – в рамках реализации указанного плана борьбы с климатическими изменениями – изучает схему добровольного сокращения производства молочных продуктов.  То есть правительственные чиновники, отвечающие за сельское хозяйство, считают сокращение производства благом и приветствуют «экологическую сознательность» фермеров, способных проникнуться актуальностью климатической повестки. В то же время некоторые политики прямо заявляют о том, что намеченная «выбраковка» крупного рогатого скота представляет реальную угрозу для сельскохозяйственного сектора Ирландии. И, тем не менее, правительство идет на такой шаг. На сегодняшний день в этой стране насчитывается 2,5 миллиона мясных и молочных коров. Таким образом, правительство намерено ликвидировать посредством «выбраковки» почти десятую часть поголовья. И, скорее всего, это только начало.

Еще один пример – Нидерланды. Год назад правительство этой страны огласило план, согласно которому в ближайшее время будет закрыто до трех тысяч (!) ферм, расположенных неподалеку от экологически уязвимых районов. Данное решение мотивируется правилами охраны окружающей среды, принятыми в Евросоюзе. Якобы на сельское хозяйство приходится половина азотных выбросов, вызывающих исчезновение отдельных местных видов. Таким путем правительство Нидерландов решает проблему «восстановления» природы, намереваясь вывести из оборота как минимум 10% сельскохозяйственных земель. Интересы фермеров, разумеется, в расчет не принимается.

Учитывая, что теперь в этот процесс включаются и другие (достаточно крупные) экспортеры «молочки» и говядины, мы рано или поздно столкнемся с глобальным дефицитом указанной линейки продуктов. Экономические и социальные последствия такой борьбы с глобальным потеплением не вселяют в нас особого оптимизма, особенно если учесть бессмысленность таких усилий применительно к климату. Скептики, ставящие под сомнение «ответственность» коров за климатические изменения, утверждаю, что ликвидация всего скота и птицы только из США сократит глобальные выбросы парниковых газов всего на 0,36 процента. Тогда как удар по продовольственной безопасности будет колоссальным.

Как показывают расчеты, на все животноводство США приходится не более четырех процентов от общих выбросов. Больше всего выбросов дают предприятия энергетики (28%) и транспорт (также 28%). Далее идет промышленность (22%). Сельское хозяйство совокупно дает только 9% выбросов. В общем, в данном раскладе коровы вряд ли могут претендовать на роль губителей планеты. Тем не менее, борьба за сокращение поголовья крупного рогатого скота теперь преподносится как актуальная мировая задача, от решения которой якобы зависит будущее человечества. Почему же так упорно разгонятся данная тема?

Критики климатической политики нередко намекают на то, что за всей этой шумихой по поводу угрозы глобального потепления скрываются чьи-то вполне прозаические интересы. Скажем, запрет на использование газовых плит (о чем мы писали) выгоден производителям электрических панелей. Запрет на использование газовых (и иных) котлов выгоден производителям тепловых насосов. Что касается животноводства, то у него появился серьезный противник в лице производителей еды из «альтернативного белка» (речь идет об искусственном мясе и еде из насекомых). В новомодные стартапы уже вложены миллиарды, а значит, начинается масштабная раскрутка «устойчивой» (сиречь «прогрессивной») еды. Всё это делается, как мы понимаем, в русле реализации климатических программ.

Показательно, что в контексте сельскохозяйственной тематики акценты с углерода круто смещаются в сторону метана. И уже прямо заявляется о  том, что снижение выбросов метана (именно метана!) является-де «самым быстрым способом» сдержать глобальное потепление в краткосрочной перспективе. Производители сельхозпродукции якобы могут успешно посодействовать этому важному делу, внеся свой вклад в «низкометановое» будущее. Иными словами, если раньше – в рамках Парижского соглашения по климату – выдвигались требования по сокращению углерода, то теперь дошла очередь и до метана. Коровы стали здесь неким аналогом тепловых электростанций.

Мы не беремся судить, станет ли новое сельское хозяйство более производительным с точки зрения насыщения рынка продуктами питания. Однако смеем предположить, что сокращение поголовья никак не способствует удовлетворению спроса на мясомолочную продукцию. Выход будет только один – снизить сам спрос. В первую очередь – через пропаганду «альтернативной» еды и заявлений о «вреде» мяса и молока. И то, и другое мы наблюдаем уже не один год. Отсюда следует, что реализация целей глобального «переформатирования» идет полным ходом. Борьба с животноводством (как мы и предполагали ранее) – очередной этап реализации этого грандиозного плана.

Константин Шабанов

Коллектив молодых ученых Института водных и экологических проблем СО РАН (Барнаул) провел комплексные экспедиционные исследования в акватории и прибрежной зоне Телецкого озера. Задачей ученых было оценить, насколько комфортна и безопасна для человека эта природная среда.

Главная цель проведенных исследований — сбор мониторинговых данных для оценки межсезонных изменений состояния бассейна Телецкого озера на основе анализа поведения маркеров природного и антропогенного происхождения.
Специалисты ИВЭП СО РАН расширили сеть сезонного мониторинга природных (пыльцы, диатомовых водорослей) и антропогенных (микропластик) микрочастиц, а также изотопологов в бассейновой системе Телецокого озера. «Мы выполнили отбор проб поверхностных вод на 30 аквальных полигонах. Дополнительно с помощью батометра Нискина с трех глубин (10, 20 и 30 м) было получено 45 проб. В зависимости от целей мониторинга в полевых условиях для всех образцов была проведена первичная пробоподготовка: фильтрование ПВФ-3 через стекловолоконные фильтры и шприцевые фильтры Sartorius либо фиксация 40%-ным формалином», – объясняет содержание исследовательской работы руководитель экспедиции кандидат географических наук Наталья Сергеевна Малыгина. 

Параллельно на наземно-аквальных, расположенных в прибрежной части озера, и высотных полигонах ученые ИВЭП СО РАН выполнили комплексную замену трех типов пробоотборников (72 шт.) и первичную пробоподготовку в соответствие с международными требованиям и стандартам (Pollen monitoring programm, Global Network of Isotopes in Precipitation, Harmonization of Microplastics Monitoring Methodologies). 

Впервые специалисты ИВЭП СО РАН применили специально разработанную в рамках проекта методику отбора аэрологических проб с применением беспилотного летательного аппарата. Полеты дрона DJI Air 2S проводились строго в соответствии с правилами использования воздушного пространства РФ и согласовывались через Единую систему организации воздушного движения. 

Дополнительно были собраны данные для оценки динамики несинхронных процессов лесовосстановления и лесообразования в пределах ключевых участков зон интенсивной лесозаготовки на основе интеграции средств обработки данных дистанционного зондирования и древесно-кольцевого анализа. 

Как отмечает Наталья Малыгина, проведенные экспедиционные работы важны не только с точки зрения фундаментальной науки, но и для самого природного объекта исследования — Телецкого озера, входящего в список Всемирного наследия ЮНЕСКО и обозначенного в указе Президента РФ в качестве объекта национальной цели по созданию комфортной и безопасной среды для жизни. 

На сегодня территория бассейна Телецкого озера — одна из самых посещаемых туристических зон Республики Алтай. Количество туристов в высокий сезон здесь колеблется в пределах 50—70 тысяч человек, что является достаточно серьезной нагрузкой на уязвимую социально-экологическую систему Телецкой природной территории.

Пресс-служба Алтайского государственного аграрного университета

Фото предоставлено исследователями

В Центре Национальной технологической инициативы (НТИ) по новым функциональным материалам на базе Новосибирского государственного университета (ЦНФМ) создан суперкомпьютер. Вычислительный кластер позволит решать такие стратегические задачи, как разработка алгоритмов решения обратных задач оптимизации композитных конструкций по различным критериям прочности, разработка математического аппарата и его программной реализации для моделирования сложных анизогридных конструкций, моделирование статической и циклической прочности системы «материал – покрытие», моделирование горения и пожара, разработка программных модулей и многое другое. Также суперкомпьютер позволит внедрить технологии машинного обучения и искусственного интеллекта в генерацию новых материалов, разработку прототипа цифрового паспорта материала и создание цифровых двойников технологических процессов. Развернула суперкомпьютерный кластер компания-партнер Центра – К2Тех. 

— На текущий момент центр НТИ нацелен на создание и ускоренный вывод на рынок новых типов материалов и продуктов на их основе. Их применение при проектировании деталей, конструкций и прочих изделий способствует развитию отечественных авиационной, космической, энергетической и иных промышленных отраслей, обеспечению технологического суверенитета. Поэтому нам была важна не только высокая производительность вычислительного кластера, но и его компонентная и программная независимость. А это значит – соответствие требованиям импортозамещения. Нам приятно, что формированием такой сложной архитектуры вычислительных мощностей выступили специалисты К2Тех, являющиеся экспертами в области реализации комплексных проектов полного цикла, а также подбора лучших российских решений для достижения поставленных целей и задач, — прокомментировал директор Центра НТИ Амиран Векуа.

Инфраструктура кластера построена на 11 высокопроизводительных вычислительных узлах российского производства, объединенных высокоскоростной сетью «Ангара» разработки АО «НИЦЭВТ». Вычислительная подсистема комплекса состоит из 392 процессорных ядер, установленных в 7 высокопроизводительных серверах. В их составе как серверы на базе CPU (Central Processing Unit, центральный процессор) — последовательная обработка данных выполняется центральными процессорам, прим.), так и графические с GPU-ускорителями для обработки визуальных данных. Обмен данными между серверами обеспечивает первый российский интерконнект – высокоскоростная сеть «Ангара» разработки АО «НИЦЭВТ». Номинальная скорость передачи данных – не менее 75 Гбит/c, без блокировок и с низкими задержками. Ожидаемая пиковая производительность суперкомпьютера составляет 47 Тфлопс. Отказоустойчивое NFS-хранилище предусматривает вместимость не менее 40 Тбайт данных. Благодаря этим характеристикам сотрудники центра НТИ смогут производить сложные математические расчеты, обрабатывать получившиеся массивы данных и в конечном итоге применять искусственный интеллект при проектировании материалов и конструкций для отраслей промышленности.

— Проекты, связанные с внедрением суперкомпьютеров, единичные в нашей стране. И каждый из них уникален, потому что суперкомпьютеры ориентированы на выполнение сложных, подчас инновационных задач стратегического характера. Наш проект с Новосибирским государственным университетом не исключение. Суперкомпьютер в центре НТИ позволит ускорить математические расчеты, свести к минимуму число ошибок и, как следствие, сократить сроки разработки новых материалов и продукции. При этом в процессе конструирования вычислительного кластера эксперты К2Тех предусмотрели возможность его дальнейшего масштабирования. Мы поддерживаем ИТ-команду центра НТИ, консультируем по особенностям работы с кластером и надеемся на дальнейшее сотрудничество, — отметил руководитель направления ИТ-инфраструктуры К2Тех Алексей Зотов.

Дополнительно специалисты К2Тех развернули и настроили среду виртуализации на основе платформы zVirt отечественного разработчика Orion soft. Это позволит эффективно утилизировать вычислительные мощности серверов, предназначенных для функционирования управляющих сервисов суперкомпьютера. Платформа zVirt входит в Реестр отечественного ПО и обеспечивается сервисной поддержкой разработчика, что гарантирует заказчику технологический суверенитет и стабильность работы решения.

— zVirt включает в себя весь необходимый функционал для эффективного управления серверами и виртуальными машинами. Использование платформы открывает неограниченные возможности для виртуализации инфраструктуры и позволит университету воплотить в жизнь масштабные технические проекты. zVirt успешно справляется с пиковыми нагрузками, что гарантирует стабильную работу и высокую производительность кластера при реализации самых сложных вычислительных задач. Благодаря простому, понятному русскоязычному интерфейсу пользователям НТИ будет легко и удобно работать с платформой, — подчеркнул директор по развитию бизнеса Orion soft Максим Березин.

Специалисты К2Тех также спроектировали инженерную инфраструктуру в кластере. Система бесперебойного электроснабжения гарантирует надежное и непрерывное питание оборудования вычислительной инфраструктуры. Кроме того, она предотвращает повреждение или потерю информации в случае отключения системы внешнего электроснабжения.

В Институте ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) находятся два из семи действующих сегодня в мире коллайдера – ВЭПП-2000 и ВЭПП-4М. На последнем готовится эксперимент по прецизионному измерению массы ипсилон 1s мезона – элементарной частицы со скрытой прелестью. Для того, чтобы с лучшей в мире точностью провести подобные измерения на энергии 4,7 ГэВ, физики модернизировали ускорительный комплекс ВЭПП-4М – они разработали и интегрировали в него лазерный поляриметр. Прибор позволит специалистам получить самое точное значение массы ипсилон 1s мезона – этот результат в ближайшие десять лет будет эталонным в международном физическом сообществе. Экспериментальные данные, полученные на коллайдере ВЭПП-4М, станут еще одним кирпичиком в уточнении и развитии современной теории микромира.

Одним из основных инструментов исследования элементарных частиц в современной физике высоких энергий являются встречные пучки. При столкновении двух пучков частиц, например, электронов и позитронов, летящих навстречу друг другу почти со скоростью света, происходит их аннигиляция. Аннигиляция – это процесс взаимного исчезновения одних частиц с последующем рождением новых. Благодаря коллайдерам, на которых и реализован данный метод, физики получают информацию о новых частицах и, как по кирпичикам, дополняют и развивают Стандартную модель – современную теорию микромира, объединяющую электромагнитное, слабое и сильное ядерные взаимодействия частиц.

Ускорительно-накопительный комплекс ВЭПП-4М со встречными электрон-позитронными пучками и детектором КЕДР (ИЯФ СО РАН) предназначен для проведения измерения масс элементарных частиц на энергиях до 6 ГэВ. Например, здесь с беспрецедентно высокой точностью измерены массы джи-пси мезона (J/ψ) и пси 2s мезона (ψ (2S)).

«Высокую точность измерения массы частиц, рождающихся в процессе аннигиляции, в данном случае ипсилон 1s мезонов, гарантирует точность, с которой нам известна энергия сталкивающихся электронов и позитронов, – рассказывает старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН к.ф.-м.н. Иван Николаев. – Эту информацию мы получаем при помощи метода резонансной деполяризации, который был предложен и реализован в ИЯФ СО РАН».

Для калибровки энергии сталкивающихся пучков методом резонансной деполяризации исследователи используют специальное устройство – лазерный поляриметр. Существуют различные виды таких приборов, они отличаются принципом действия. Например, на энергии до 2 ГэВ (предыдущие эксперименты с джи-пси (J/ψ) и пси 2s (ψ (2S)) мезонами в ИЯФ СО РАН) поляризацию измеряли по интенсивности внутрисгусткового рассеяния (эффект Тушека) или «тушековским» поляриметром. Но на более высоких энергиях, при которых рождаются ипсилон-мезоны, этот принцип работает гораздо хуже.

«Мы продолжаем славные традиции прецизионных измерений масс элементарных частиц методом резонансной деполяризации, которые проводились в ИЯФ СО РАН на предыдущих версиях наших электрон-позитронных коллайдеров, – добавляет старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН к.ф.-м.н. Вячеслав Каминский. – Сейчас перед нами стоит задача измерить массу ипсилон 1s мезона с точностью лучше, чем в предыдущих экспериментах. Чтобы достичь запланированного уровня точности, мы разработали и установили на комплексе ВЭПП-4М поляриметр, основанный на принципах обратного комптоновского рассеяния. В этом случае поляризация измеряется через рассеяние фотона инфракрасного, видимого или ультрафиолетового диапазона на встречном ультрарелятивистском электроне или позитроне. Это более сложное оборудование по сравнению с тушековским поляриметром – для его эксплуатации требуется большее количество высококвалифицированных сотрудников».

Новый лазерный поляриметр уже установлен и работает на комплексе ВЭПП-4М. Специалисты отлаживают и автоматизируют систему, проводят предварительные сканирования ипсилон-мезона.

«Эксперимент по измерению массы ипсилон 1s мезона сложный и требует поэтапной подготовки, – поясняет Иван Николаев. – Точность, с которой мы планируем провести измерения – 50 кэВ, что почти в два раза лучше существующего сейчас табличного значения ипсилон-мезона. Для этого необходимо, чтобы все системы ускорительного комплекса работали стабильно. Измеренная в нашем эксперименте масса ипсилон мезона станет на некоторое время (не меньше десяти лет) эталонной – все последующие эксперименты будут калибровать свои ускорители по измеренному нами резонансу. В этом смысле физика немного похожа на спорт. Но, разумеется, мы преследуем более глобальные интересы. Наш вклад – это небольшой кирпичик в общее понимание Стандартной модели. Когда-нибудь полученные нами знания помогут произойти качественному скачку в науке».

Пресс-служба ИЯФ СО РАН