Зачем России меганаука?

Правительство РФ намерено финансировать создание в стране научных мегаустановок (megascience). Общая сумма предполагаемых вложений превышает объем инвестиций в строительство Большого адронного коллайдера – десять миллиардов долларов на 10 лет. Нужны ли нашей науке такие вложения в уникальное оборудование? На этот вопрос ответил заместитель директора Института ядерной физики им. Будкера академик Геннадий КУЛИПАНОВ.

Мегапроекты часто ошибочно связывают исключительно с фундаментальными научными задачами, такими как изучение зарождения Вселенной. На деле вокруг таких установок кипит бурная научная деятельность самых разных направлений.

– Без установок такого уровня у науки нет будущего, – уверен Геннадий Кулипанов. – Результат, который хочется в итоге получить, – это не только работы мирового уровня, реализация крупных международных программ и блестящие публикации в ведущих научных журналах. Создание таких установок стимулирует развитие новых технологий. Сверхпроводящие магниты и ускоряющие системы, СВЧ-электроника и сверхвысокий вакуум, прецизионная измерительная техника – все это появилось благодаря научным мегапроектам, а теперь успешно используется во всех сферах человеческой деятельности. Так, ускорители применяются в промышленности для модификации материалов, решения экологических проблем, в медицине. А детекторы, разработанные для ядерной физики и физики высоких энергий, – в медицине и системах безопасности.

Там, где есть мегаустановки, возникает мощная инфраструктура для фундаментальных и прикладных работ по химии, медицине, биологии, материаловедению. Ведь оборудование на сотни миллионов долларов не по карману отдельному институту и даже научному центру, поэтому вокруг него всегда концентрируются исследования в самых разных областях наук. Создают такие установки обычно на базе какого-нибудь одного крупного физического института, но свободный доступ к ним получают и университеты, и исследовательские институты, и промышленные компании. Уникальные возможности этого оборудования позволяют создавать вокруг них новые исследовательские центры и лаборатории. Так, практически при всех государственных лабораториях в США, когда-то участвовавших в создании атомного оружия, сегодня работают источники синхротронного изучения, на базе которых созданы специализированные центры материаловедения, фармакологии, нанотехнологий. Каждый источник синхротронного излучения, работая ежегодно примерно 5000-7000 часов, обслуживает от 20 до 60 экспериментальных научных групп – более 50 тысяч человек.

Научные установки стоимостью от ста миллионов до миллиарда долларов созданы и работают в США, Европе, Азии, в Канаде, Бразилии, Австралии, Чили. Это ускорители заряженных частиц и установки со встречными пучками, нейтронные источники, мощные лазеры, источники синхротронного излучения, лазеры на свободных электронах, астрофизические лаборатории, лаборатории сверхсильных магнитных полей. К сожалению, в развитии этой сферы российская наука катастрофически проигрывает не только развитым странам, в каждой из которых построено в пределах десяти установок megascience, но и развивающимся Китаю, Корее, Бразилии. В Корее создан мощный источник синхротронного излучения, завершается строительство нейтронного источника на базе линейного ускорителя протонов и выделено 600 миллионов долларов на рентгеновский лазер на свободных электронах. Такие же работы ведутся в Китае. Хотя в Европе создают крупные установки общеевропейского масштаба, каждая страна стремится тоже иметь подобное оборудование национального уровня. Так, Германия построила у себя лучший в мире источник синхротронного излучения Petra-III, значительно превосходящий по своим параметрам общеевропейскую установку, созданную двумя десятилетиями раньше.

Практически все развитые страны в последние десятилетия построили и продолжают создавать научные мегаустановки. Самые крупные из них стоят миллиарды долларов, и их уже можно назвать не мега-, а гиганаукой. Это и Большой адронный коллайдер в ЦЕРНе, и создаваемый во Франции Международный термоядерный реактор ITER. В их финансировании, строительстве и проведении экспериментов участвуют десятки передовых государств, в том числе и Россия. Но чтобы продолжать эти работы, важен баланс между участием в международных проектах и созданием российских установок.

– Не имея подобного оборудования в своей стране, мы растеряем экспертов и упустим возможность подготовки новых специалистов, – пояснил Геннадий Кулипанов. – Почему, например, ИЯФ СО РАН активно работал над созданием Большого адронного коллайдера? Потому что у нас уже полвека создают электрон-позитронные коллайдеры и ставят эксперименты при меньших энергиях. В 70-80-е годы работы по генерации и использованию синхротронного излучения в России соответствовали мировому уровню и во многом его определяли. В Новосибирск приезжали работать группы из Англии, Восточной Германии, Венгрии, Чехословакии и других стран. Сегодня отставание России в этой области от мирового сообщества связано с отсутствием новых современных источников синхротронного излучения. Даже источник «Сибирь-2», который был создан ИЯФом для Курчатовского института в девяностые годы – это источник второго поколения. Установки третьего поколения ИЯФ создает для Швейцарии, Англии, Испании, Германии, США.

В самом Институте ядерной физики новых источников синхротронного излучения нет, такое оборудование ему просто не по карману. Сапожник без сапог? Геннадий Кулипанов подчеркнул, что создание относительно дешевого (примерно 200 миллионов долларов) источника синхротронного излучения поколения «3+» в Новосибирске абсолютно необходимо, а реализация проекта источника синхротронного излучения четвертого поколения позволила бы российским ученым надолго опередить исследования, проводимые в Японии, США и Европе.

Мария ШКОЛЬНИК

Фото автора