ПАВЕЛ ЛОГАЧЁВ: «Каждая наша работа – это шаг за передний край науки»
Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) – один из ведущих мировых центров по ряду областей физики высоких энергий и ускорителей, физики плазмы и управляемого термоядерного синтеза. В институте проводятся крупномасштабные эксперименты в области физики элементарных частиц на электрон-позитронных коллайдерах и уникальном комплексе открытых плазменных ловушек, разрабатываются современные ускорители, интенсивные источники синхротронного излучения и лазеры на свободных электронах. По большинству своих направлений институт является единственным в России. Наш собеседник – директор ИЯФ СО РАН академик РАН Павел Логачёв.
– Расскажите, пожалуйста, об основных этапах создания и развития института. В какой мере и за счёт чего удалось сохранить его научный потенциал после распада СССР?
– Институт ядерной физики создан в 1958 году на базе руководимой г. И. Будкером Лаборатории новых методов ускорения Института атомной энергии, который возглавлял И. В. Курчатов. Особенность нашего института с тех времён и по сегодняшний день заключается в том, что он всегда развивался, несмотря на сложные внешние условия. Менялись времена, менялись трудности, но неизменным оставалось главное – стремление развиваться и воплощать в жизнь передовые физические идеи.
Распад СССР не стал чем-то исключительным в этой череде испытаний – в советские времена институт сталкивался с не менее серьёзными вызовами. Но благодаря прочному фундаменту, а именно тем принципам, которые заложил первый директор Андрей Михайлович Будкер, институт сохранил свою жизнеспособность. По сути, основы нашей работы никогда не менялись. Мы продолжали жить и развиваться, опираясь на те же ценности и идеи, которые доказали свою эффективность. Особенно это касается организации научной работы в институте.
– Какие научные достижения института за годы его работы вы могли бы выделить особо?
– Важны не столько официальные награды, признание и научные статьи, сколько реальный вклад в развитие науки – те достижения, которые раньше казались невозможными, а сегодня стали обычным делом. Именно такие работы и составляют подавляющее большинство в нашем институте. Это постоянное движение вперёд и есть наша главная ценность. Что касается ключевых достижений института, к ним можно отнести в первую очередь метод встречных пучков, который был предложен г. И. Будкером и реализован им и его командой. Это буквально перевернуло физику высоких энергий и позволило нам внести свой вклад в создание Стандартной модели физики элементарных частиц в серии экспериментов на установках со встречными пучками (от ВЭП-1 до ВЭПП-2000).
Ещё одним революционным результатом стала технология электронного охлаждения, которая также дала стимул для кардинального скачка в развитии ускорительной техники, поскольку позволила проводить исследования на качественно ином уровне.
К прорывным экспериментам, поставленным в ИЯФ, относится, например, прецизионное наблюдение несохранения чётности в атомных переходах паров висмута (эксперимент Баркова – Золотарёва – Хрипловича). Существенный вклад в развитие направления синхротронного и терагерцевого излучения внесли работы наших сотрудников по созданию источников такого излучения и разработке методов их использования.
К прорывным технологиям ИЯФ также относится разработка линейных ускорителей, которая проводится у нас с 1990 года и по настоящее время, а также технологии нагрева и удержания плазмы для термоядерных исследований.
А наиболее значимыми проектами, которые реализует ИЯФ в настоящее время, стал Сибирский кольцевой источник фотонов, или СКИФ, и установка для терапии онкологических заболеваний. СКИФ возводится прямо сейчас под Новосибирском и станет инструментом развития сразу многих научных областей – химии, материаловедения, биологии, генетики и мн.др. Установка для терапии онкозаболеваний – это ускорительный источник нейтронов для проведения бор-нейтронозахватной терапии – наши сотрудники собрали его в ФГБУ «НМИЦ онкологии им. Н. Н. Блохина» Минздрава России и уже приступили к пусконаладочным работам.
– Институт традиционно развивает научно-техническое сотрудничество с российскими и зарубежными организациями. Партнёрство с какими из них является сегодня приоритетным?
– География международного сотрудничества ИЯФ охватывает большинство известных физических центров, занимающихся направлениями, близкими для нас, – физикой элементарных частиц и атомного ядра, ускорительной физикой, физикой плазмы и управляемым термоядерным синтезом, синхротронным излучением и лазерами на свободных электронах. Мы всегда открыты для сотрудничества со всеми заинтересованными партнёрами. Наша стратегия – не просто участие в крупных проектах, а создание уникального оборудования, которое не могут разработать другие. Именно такие высокотехнологичные решения стали нашим вкладом в международные исследования. Самый яркий пример – это изготовление уникального оборудования для Большого адронного коллайдера на 200 млн швейцарских франков (наши сотрудники, кстати, являются соавторами открытия бозона Хиггса), создание ускорительных комплексов часто «под ключ» по всему миру, вклад в разработку детекторов для изучения физики частиц, в создание технологий для развития управляемого термоядерного синтеза и мн.др.
– Безусловно, ИЯФ является одним из ведущих научных структур области. Какую поддержку получает институт от региональных властей? С другой стороны, как можно оценить влияние ИЯФ на социально-экономическое развитие региона?
– Деятельность института приносит значительный экономический эффект Новосибирской области через налоговые отчисления, реализацию крупных федеральных проектов, создание рабочих мест и развитие инфраструктуры. На протяжении нескольких лет ИЯФ был одним из самых крупных поставщиков валюты в область. Проекты, которые мы развиваем, имеют мультипликативный эффект для нашего региона и вовлекают в себя различные предприятия, не только сибирские. Областные власти системно оказывают нам поддержку, и в целом между нами установлено конструктивное взаимодействие.
– Наверное, к специалистам института, работающим в высокотехнологичной сфере, предъявляются особые требования в плане их квалификации. Как, откуда осуществляется кадровое пополнение института?
– Кадровое пополнение института заложено в системе подготовки кадров, общей для Академгородка. В её центре находится наша Физико-математическая школа (ФМШ), Новосибирский государственный университет (НГУ) с его ключевыми естественно-научными факультетами, а также Новосибирский государственный технический университет (НГТУ (НЭТИ)) и его факультеты – физтех, радиоэлектроники, самолётостроительный и др.
Но, главное, система продолжает работать благодаря тому, что наши сотрудники преподают в университетах и ФМШ. Своим примером и энтузиазмом они зажигают новые поколения школьников и студентов. Часть из них позже приходит работать к нам в ИЯФ, формируя наш коллектив.
Что касается требований к квалификации, то любая научная деятельность, особенно та, что проводится на мировом уровне, требует высокого профессионализма, постоянного обучения и тяжёлого труда. Но наши ребята делают это с удовольствием, потому что радость от новых знаний перевешивает все трудности.
– У ИЯФ есть своё экспериментальное производство, которое насчитывает сотни специалистов и сотни единиц оборудования. Наверно, недешёвое удовольствие содержать такое подразделение. Оправдывает ли оно своё содержание?
– Экспериментальное производство (ЭП) ИЯФ является неотъемлемой частью института. Оно объединяет около сотни технологических отделений, специализированных цехов и участков, размещённых на трёх производственных площадках общей площадью около 60 тыс. кв. м. В штате ЭП работает около 700 человек. Наличие этой структуры даёт нам существенное преимущество, поскольку позволяет создавать то, что невозможно приобрести на рынке. И по-другому сделать суперпервоклассное научное оборудование невозможно. Его можно только разработать самим, изготовить, научиться использовать его и после этого – вывести к потребителю (как правило, это исследователи научных организаций во всём мире). Поэтому наше производство нам так же важно, как научные лаборатории и как другие отделы, которые обеспечивают жизнь института.
Наличие производства и возможности производить высококлассное оборудование даёт нам свободу действий, возможность развивать науку в нашем институте, принимать на работу молодых ребят без ограничений, независимо от наличия ставок, – сколько сильных ребят выпустили, столько мы и берём.
– Благодаря тому самому экспериментальному производству и высококлассным кадрам институт разрабатывает и производит очень много научных установок для организаций страны и мира. А что он делает для себя, для повышения эффективности собственных разработок?
– Я бы сказал, мы всё делаем для себя, потому что каждая наша работа – это большой или маленький шаг за передний край науки. Мы стараемся браться только за такие задачи, и если у нас получается их решить, то это как раз и означает, что мы сделали этот новый шаг. Это и есть, собственно, развитие нашего института и рост квалификации сотрудников. Потом мы применяем полученные технологии и знания в собственных экспериментах. Мы развиваем и модернизируем наши собственные ускорительные комплексы – коллайдеры ВЭПП-2000 и ВЭПП-4М, инжекционный комплекс, который поставляет для этих коллайдеров материю и антиматерию (электроны и позитроны), открытые ловушки для изучения физики плазмы, лазер на свободных электронах. По каждому из основных направлений работы института у нас есть свой магистральный флагманский проект. Для физики частиц – это электрон-позитронный коллайдер ВЭПП-6, для физики и техники синхротронного излучения – СКИФ, для физики плазмы – Газодинамическая многопробочная ловушка (ГДМЛ). Нам важно вкладываться в развитие собственной инфраструктуры, поскольку в противном случае мы утратим нашу квалификацию и научные школы.
С Михаилом Мишустиным, Председателем Правительства РФ, во время презентации проекта БНЗТ. После этого визита БНЗТ начала внедряться в России
С оборудованием для ЦКП «СКИФ»
– Вы упоминали установку для бор-нейтронозахватной терапии (БНЗТ), предназначенную для Национального медицинского исследовательского центра онкологии им. Н. Н. Блохина в Москве. Планируется ли масштабирование этой разработки?
– Да, я упоминал, что этот ускоритель собран и в ближайшее время будет запущен. В 2025–2026 годах планируются клинические испытания БНЗТ. Говорить о масштабировании и перспективах этой технологии разумно после завершения клинических испытаний, то есть после 2027 года.
– Какие ещё разработки института нашли в последние годы своё применение в других отраслях?
– В последние годы наблюдается очень сильный рост спроса на промышленные ускорители серии ЭЛВ нашего производства. Они предназначены для обработки кабельной продукции с целью улучшения её свойств. Количество контрактов на изготовление ускорителей ЭЛВ выросло в 4 раза за последние 15 лет. Ёмкость китайского рынка ускорителей подобного класса на сегодняшний день составляет около 70 комплектов в год, при этом установки производства ИЯФ занимают почти 30 % этого рынка.
Ещё один недавний пример – отечественная технология создания линейных ускорителей электронов и позитронов, которая полностью базируется на разработках ИЯФ, главная из которых – мощный клистрон. Линейные ускорители электронов и позитронов – это основа самых разных научных установок: коллайдеров, синхротронов, источников комптоновского и терагерцевого излучения и др. В этих установках необходимо разогнать частицы почти до скорости света. Чтобы сделать это, требуется очень большая импульсная сверхвысокочастотная (СВЧ) мощность – около 50 МВт. Важнейшая часть линейного ускорителя – клистрон, именно он обеспечивает необходимую СВЧ-мощность. Мощные клистроны раньше производились лишь тремя организациями в мире – в Японии, США и Франции. Когда началась реализация проекта СКИФ, мы планировали закупить клистроны в Японии, однако столкнулись с санкционными ограничениями. Поэтому наши специалисты разработали собственную технологию создания этих устройств – но опять же не с нуля, а благодаря многолетним наработкам, которые аккумулировались у нас до этого времени.
Ещё одна разработка, которой знаменит наш институт, – это вставные устройства для источников синхротронного излучения – вигглеры и ондуляторы, которые генерируют это самое излучение. Созданные в ИЯФ более 20 различных сверхпроводящих вигглеров используются более чем в 10 научных центрах во всем мире: LSU CAMD (США), BESSY II (Германия), ELETTRA (Италия), CLS (Канада), DLS (Англия), LNLS (Бразилия), ALBA (Испания), AS (Австралия), ANKA (Германия) и КИСИ (Москва). И, конечно, мы изготовили вигглеры для источника синхротронного излучения СКИФ, который строится сейчас в Кольцово.
– Расскажите, пожалуйста, подробнее об этом проекте. В чём заключается его уникальность и практическая ценность? На какой стадии находится в данный момент реализация проекта?
– СКИФ – это источник синхротронного излучения поколения 4+. Фактически он станет самым ярким источником света на нашей планете. И с помощью этого света исследователи из различных областей, таких как геология, биология, генетика, материаловедение, химия и мн.др., как под микроскопом, смогут рассматривать в онлайн-режиме с высоким разрешением процессы, которые их интересуют, например поведение вещества во время взрыва.
ЦКП «СКИФ» – это огромный научный комплекс, который будет состоять из 34 зданий и сооружений. Уникальные характеристики этого синхротрона позволят проводить передовые исследования и решить актуальные задачи, которые повлияют на качество жизни каждого из нас.
СКИФ будет запущен в конце текущего года. На сегодняшний день мы перепустили пучок из линейного ускорителя в бустерное кольцо и сейчас готовимся к тому, чтобы провести этот пучок по кольцу бустера и получить проектную энергию. Основная задача этой части комплекса – ускорить пучок электронов до рабочей энергии, после чего он попадёт в накопитель – источник синхротронного излучения, а уже оттуда – на пользовательские станции, непосредственно к исследователям.
Персоны, упоминаемые в этом материале:
П. В. Логачёв
