Эксплуатация самого мощного в мире рентгеновского лазера, Европейского лазера на свободных электронах XFEL, начинается в Германии 1 сентября. О том, какой определяющий вклад вносят отечественные специалисты в создание этой и других научных мегаустановок, позволяющих совершать прорывные открытия, как наука выступает в качестве инструмента международной дипломатии и где в России будет создана новая мекка для физиков всего мира, РИА Новости рассказал президент Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" Михаил Ковальчук. Беседовал специальный корреспондент Владимир Сычев.
— Михаил Валентинович, начало эксплуатации установки XFEL уже называют одним из важнейших в мировой науке последних лет. На торжественную церемонию приедут представительные делегации, в том числе из России. Почему к этому мероприятию проявлено такое большое внимание? Какие уникальные возможности для науки даст новая супермашина?
— Это поистине эпохальное событие, и вот почему. Давайте вспомним историю науки — первая Нобелевская премия в 1901 была присуждена немецкому физику Вильгельму Конраду Рентгену, который открыл неизвестные до того лучи, названные им X-лучами. Они затем в его честь были названы рентгеновскими. На мой взгляд, именно открытие рентгеновских лучей оказало решающее влияние на изучение строения материи. Тем самым, во-первых, были заложены основы современного физического материаловедения, с помощью которого можно исследовать строение вещества на уровне отдельных атомов. Вся современная молекулярная биология возникла в 1950-60-х годах благодаря революционным результатам изучения с помощью рентгеновской кристаллографии устройства кирпичиков жизни — молекул нуклеиновых кислот и белков. Именно тогда стало понятно, как в живой клетке хранится и реализуется генетическая информация.
Но и на этом мысль ученых не остановилась — оказалось возможным создать еще более интенсивное излучение, с помощью которого можно наблюдать даже движения атомов, фиксируя их расположение с колоссальной точностью.
Представьте себе, что мы берем природный кристалл, который когда-то возник в результате химических реакций в природе. Мы знаем, что, например, у кристалла кварца есть такая особенность — когда мы его растягиваем или сжимаем, возникают электрические заряды. И, наоборот, под действием электрического поля кристаллы кварца деформируются. Это то, что называется пьезоэлектрическим эффектом. Если мы подсмотрим, как идут химические реакции, которые определили положение атомов в кристалле кварца, а значит, и его уникальные свойства, и затем воспроизведем их, то мы выведем технологии на принципиально новый уровень — природоподобия.
Именно такую возможность выхода науки и технологий на абсолютно новый уровень природоподобия и дает Европейский лазер на свободных электронах XFEL (X-ray free-electron laser). Это уникальный комплекс для исследований прежде всего в нано- и биотехнологиях. С помощью сверъхярких и сверхкоротких импульсов рентгеновского излучения ученые смогут буквально увидеть процессы, происходящие в наномире. Это позволит выйти на новый уровень в исследованиях в области физики, химии, материаловедения, наук о жизни, биомедицине.
Но эпохальность нынешнего события еще и в том, что Российская Федерация впервые стала не просто полноправным, полномасштабным участником большого международного научного проекта на всех уровнях, но заняла в нем, по сути, лидирующую позицию.
— А в чем именно заключается лидерство нашей страны?
— Начнем с того, что в основе прибора лежат идеи, высказанные советскими, российскими физиками. Таким образом, мы являемся интеллектуальными донорами проекта XFEL, создателями интеллектуальной собственности. А основу развития проекта заложила статья новосибирских ученых, опубликованная еще в 1980 году.
Второй аспект — мы участвуем в проекте XFEL человеческими ресурсами, там работают сотни наших специалистов. У Курчатовского института уникальный опыт строительства своих мегаустановок и работы в области рентгеновского, синхротронного и нейтронного излучений. Поэтому неслучайно, что по распоряжению правительства Курчатовский институт курирует научное участие России в проекте. Помимо этого, мы являемся его технологическими участниками, внося натуральный вклад, по-английски in-kind contribution, поставляя готовые технологические решения, узлы, приборы. И наконец, что очень важно, — впервые в таком масштабе мы выступаем полноправными финансовыми участниками международного научного мегапроекта.
Главный ресурс лазера на свободных электронах — пучковое время — будет использоваться с учетом вклада каждой страны в ее создание. Доля участия России — вторая по значимости после Германии. Российские ученые — вторые после германских коллег по числу научных сотрудников в штате XFEL. Также мы входим в тройку лидеров по числу заявок на первые эксперименты на пучке. Наши исследования на XFEL в значительной степени идут в рамках национальной программы, подготовленной под научным руководством Курчатовского института.
XFEL — это установка, в создании которой участвовало 12 европейских государств. Так вот, из 1,2 миллиарда евро — такова стоимость проекта — половина покрывалась Германией, а более 25% — Россией. Все остальные страны в совокупности вносили сумму меньшую, чем наша страна.В целом суммарно вклад России в европейские меганаучные проекты сейчас достигает порядка двух миллиардов евро. Только в Германии в два проекта — XFEL и ускоритель тяжелых ионов и антипротонов FAIR в Дармштадте — мы вкладываем более полумиллиарда евро.
— Почему стоит подчеркивать это?
— Дело в том, что это показатель взаимопонимания передовой части научного сообщества, которое активно поддерживало участие нашей страны в этих проектах, и государства, которое стало уделять большое внимание фундаментальной науке и обеспечению ученых возможностями работать на лучших в мире установках.
Ведь после распада СССР единственная мегаустановка мирового класса, построенная и пущенная за это время, это Курчатовский синхротронный источник. Для российских ученых в 1990-е годы — начале 2000-х годов участвовать в строительстве и работе на мегаустановках за рубежом было практически единственным вариантом поддержать свою квалификацию, продолжить свои исследования. И мы за рубежом были очень востребованы, потому что имели, возможно, наиболее квалифицированных ученых, большой опыт создания и работы на своих ускорителях, реакторах. Мы благодарны нашим европейским коллегам, которые в свое время протянули нам руку помощи, помогли сохранить наш потенциал, поддержать производства.
И что принципиально важно — наше участие в мегапроектах изменило мировой научный ландшафт. Мы за последние годы стали его неотъемлемой частью, чего раньше не было.
Резюмируем: очевидно, что мы, пережив тяжелые времена после распада СССР, в итоге вышли на мировой научный рынок и заняли там достойное место.
Но еще более важно, что по мере укрепления российского государства стало ясно, что нашей науке надо возвращаться к себе. Руководством страны было принято решение создавать на территории России научные мегаустановки мирового класса с международным участием.
Несколько лет назад было отобрано из нескольких десятков, через многоступенчатую экспертизу, в том числе с международным участием, четыре таких проекта — это коллайдер NICA в подмосковной Дубне, полнопоточный исследовательский нейтронный реактор ПИК на площадке Курчатовского института в Гатчине под Санкт-Петербургом, "Игнитор" — российско-итальянский проект создания токамака нового типа с сильным магнитным полем, где будет значительно упрощена система нагрева плазмы, и источник синхротронного излучения четвертого поколения.
Эти проекты активно развиваются. Самый продвинутый сейчас — проект реактора ПИК. Уже прошел физический пуск реактора, готовится энергетический пуск в 2018 году. То есть мы будем обладать одним из мощнейших в мире исследовательских реакторов.
— Это уникальные планы, тем более что мы помним, как один крупный западный политический деятель заявлял, что после введения санкций Россия якобы оказалась изолирована, а ее экономика порвана в клочья. Получается новое опровержение этого тезиса: наше государство выделяет существенные деньги на меганаучные проекты, а в стратегии научно-технологического развития России они названы одним из инструментов дипломатии.
— Как мы знаем, жизнь сложнее, чем кажется на первый взгляд. Понятно, что разрушить что-то гораздо проще, чем строить. Тем более — межгосударственные отношения. На уровне наших научных контактов, например, наши партнеры, хотя и вынуждены оглядываться на свой политический истеблишмент, хорошо понимают, что сохранение научных контактов с Россией очень важно. Более того, наука выступает в качестве своего рода канала для развития диалога.
— Но помимо прямых санкций ведь есть и опосредованные, когда на наших партнеров, в том числе в науке, Запад может оказывать и политическое давление.
— Ни одного прекращения какого-либо совместного проекта пока не было. Я хочу подчеркнуть, что в сегодняшних сложных политических условиях мы связаны с Европой важнейшими проектами в целом ряде научно-технических областей.
Вот наглядный пример, как сотрудничество России и Германии дает взаимовыгодные прорывные результаты.
