14 мая 2022 года в Научно-исследовательском институте ядерной физики им. Д.В. Скобельцына МГУ им. М.В. Ломоносова состоялся семинар по физике ядра и частиц для владимирских школьников, организованный детским технопарком «Кванториум-33». В мероприятии приняли участие старшеклассники из владимирских школ №№ 33, 36 и 38, Промышленно-коммерческого лицея и из средней школы № 2 г. Суздаля – как школьники, так и кванторианцы. Семинар был организован в преддверии сдачи профильного ЕГЭ – около половины участвовавших выпускников планируют в этом году сдавать экзамен по физике.
Школьникам была предложена лекция на тему, которая не входит в школьную программу, - о нейтринной физике. Ее прочел заместитель заведующего отделением ядерной физики физического факультета МГУ, кандидат физико-математических наук Евгений Вадимович Широков. Такого рода информация не только способна значительно расширить научный кругозор детей, но и на ее примере становится понятна мотивация ученых к долгим фундаментальным исследованиям, которые, как иногда может показаться, не имеют перспективы практической реализации. Нейтринная физика как раз относится к разделу фундаментальных наук, практический результат в которых объективно получить сразу невозможно.
Учеными, как сказал лектор, движет прежде всего интерес и желание узнавать больше об окружающем мире, делиться этими знаниями. С технической точки зрения еще не понятно, как добиться использования свойств нейтрино, тем не менее, ученые продолжают исследования частицы. А важность таких исследований можно продемонстрировать на примере высказывания английского ученого Уильяма Томсона (лорда Кельвина), одного из создателей термодинамики.
На рубеже 19 и 20 веков, когда в жизнь людей той эпохи уже входила радиосвязь (свой опыт по передаче радиосигнала на расстояние русский ученый-физик Александр Попов продемонстрировал в 1895 году), Уильям Томсон довольно пренебрежительно высказался на эту тему, отметив, что «the radio has no future» («у радио нет будущего»). Однако же, как отметил лектор, прошло всего сто лет и нынешнюю жизнь уже невозможно представить не только без самого радио как источника информации, но и без технологий, основанных на принципах радиосвязи.
- Мы не знаем, во что фундаментальная физика превратится в будущем. Иногда она превращается в совершенно конкретные прикладные вещи, которых бы не было, если бы за сто лет до этого люди не занимались фундаментальными исследованиями, - сказал Евгений Вадимович Широков.
Далеко не всякой научной информации, размещенной в Сети, можно доверять - доверия заслуживают лишь те информационные ресурсы, в публикациях которых есть информация о реально проведённых экспериментах.
- Если вы попадаете на какой-либо ресурс про науку, ориентируйтесь по одному только слову – «эксперимент». Если это есть, то этой информации можно верить. Если речь идет только о гипотезах, то такой научной информации нельзя доверять. Так и в области нейтринной физики все основано на глубоких экспериментах, которые проводятся, в том числе, и в нашем институте, - сказал лектор.
Нейтрино также обладает множеством свойств, которые произвели бы технологическую революцию в нашем мире, как в свое время это сделало открытие радиосвязи. К примеру, благодаря высочайшей проникающей способности нейтрино способно переносить информацию на непостижимые по величине расстояния. С другой стороны, это самое свойство частицы несет и проблемы, так как физики пока еще не поняли, как и что может ее задерживать, и не создали каких-либо эффективных «препятствий» для этого. Единственное, что пока изобретено для обнаружения частицы (которая, к слову, фиксируется там в единичных количествах) – это огромные детекторы, объём которых достигает одного кубического километра. Расположены они всего лишь в нескольких точках земного шара.
В последние годы особенно активно развивается относительно молодое направление физики нейтрино - астрофизика. Ученые исследуют частицы от внеземных источников, начиная от Солнца и заканчивая весьма удалёнными объектами Вселенной.
Солнце основной «поставщик» нейтрино в космосе, во всяком случае, в пределах Солнечной системы. С помощью нейтрино нашу «домашнюю звезду» можно исследовать гораздо эффективнее, чем обычно, и такие исследования проводятся. Составляется «солнечный «портрет» - оцениваются и определяются районы потенциальных вспышек на Солнце, способные принести определенные угрозы планете Земля.
Одним из пунктов программы семинара стала экскурсия в лабораторию института, в которой создается оборудование и приборы для космических аппаратов, запускаемых непосредственно МГУ, в том числе, для определения состояния Солнца, направления космического ветра и космической погоды в целом. Экскурсию провел аспирант физического факультета Александр Евсеев, который также познакомил школьников с деятельностью еще одной лаборатории - ионно-пучковых нанотехнологий.
Расположенный там ускоритель тяжелых ионов предназначен для модифицирования различных материалов и их последующего анализа. К примеру, углеродные нанотрубки, будучи до облучения ионами гидрофильные, после становятся абсолютно гидрофобными. Они применяются в различных устройствах, например, в сенсорах газовых датчиков.
- Сейчас мы работаем над газовыми сенсорами – это миниатюрные устройства, которые будут детектировать тот или иной газ. При помощи облучения там появляется много дефектов и на эти дефекты цепляются молекулы газа. Эта технология может быть реализована в высокочувствительных датчиках газа – мы пытаемся улучшить их свойства при помощи облучения компонентов устройств, - рассказал Александр.
После завершения экскурсий школьники приступили к выполнению практических задач на определение элементов, подвергающихся различным видам ядерных превращений. Ребята познакомились с тем, что такое альфа- и гамма-распад, как гамма-кванты взаимодействуют с веществом и чем отличается «земная» радиация от «лунной».
