Научно-технический прогресс на пользу человечества – в развитии материаловедения с помощью установок, генерирующих сильные и сверхсильные магнитные поля

Более 100 специалистов, в том числе свыше 60 молодых учёных и студентов, обсудили создание перспективных установок, исследование фундаментальных свойств веществ и получение новых материалов на II Всероссийской школе Национального центра физики и математики (НЦФМ) по проблемам исследований в сильных и сверхсильных магнитных полях в Сарове (Нижегородская область). Школа прошла на базе НЦФМ с 21 по 24 мая при поддержке Госкорпорации «Росатом» и Научно-производственного центра физики (НПЦФ) РФЯЦ-ВНИИЭФ в рамках Десятилетия науки и технологий в России.

«Вы находитесь в Сарове – месте, которому принадлежит мировой рекорд создания сверхвысоких магнитных полей – 2800 Тл. Одно это является магнитом для учёных, которые занимаются созданием, изучением и использованием магнитных полей. Если говорить о вехах: мегагауссный диапазон освоен, используется в экспериментах. Следующий – гигауссный. Следующие уровни напряженности мы планируем преодолеть с помощью мощных лазерных систем, которые создают при взаимодействии с веществом такие магнитные поля. По научной программе НЦФМ строится Центр исследования экстремальных световых полей, и наша цель — создать лазер с мощностью 10²⁴-10²⁵ Вт/см². Значения магнитных полей, которые мы получим, будут уже терагауссного уровня», – отметил научный руководитель НЦФМ академик РАН Александр Сергеев.

Ключевые результаты исследования вещества в сильных и сверхсильных магнитных полях в рамках научной программы НЦФМ представил научный руководитель РФЯЦ-ВНИИЭФ, сопредседатель направления НЦФМ Вячеслав Соловьёв:

«В рамках научной программы НЦФМ мы уже получили ряд научных результатов мирового уровня. Так, например, получена экспериментальная изэнтропа углекислоты при давлениях от одного до пяти миллионов атмосфер, получены также экспериментальные фазовые диаграммы в сверхсильных магнитных полях для интерметаллидов, которые используются для постоянных магнитов с высокой индукцией поля. С помощью взрывомагнитных генераторов в ядерном центре сегодня мы проводим эксперименты с разгоном лайнеров до высоких скоростей для сжатия термоядерной плазмы, исследования уравнений состояния материалов в области высоких давлений и температур», – рассказал научный руководитель РФЯЦ-ВНИИЭФ, сопредседатель научного направления НЦФМ Вячеслав Соловьёв.

Лекции на школе НЦФМ представили ведущие учёные из Физического института имени П.Н. Лебедева РАН, Объединённого института высоких температур РАН, Института физических проблем им. П.Л. Капицы РАН, Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, Института физики микроструктур РАН, Дагестанского федерального исследовательского центра РАН, Института физики им. Л.В. Киренского СО РАН, Института физики металлов им. М.Н. Михеева УрО РАН, МГУ им. М.В. Ломоносова, Университета ИТМО, СПбПУ Петра Великого и РФЯЦ-ВНИИЭФ.

Исследователи рассказали о создании современных перспективных установок, генерирующих сильные и сверхсильные магнитные поля, о получении новых магнитных материалов и проведении фундаментальных исследований веществ в более чем 15-ти лекциях, в том числе в ходе пленарных докладов и круглых столов.

«В области создания магнитных полей далеко не всё сделано: яркий пример того – работы под руководством Г.А. Шнеерсона по созданию бессиловых структур для оптимального генератора сильных магнитных полей. Доклады этого коллектива представлены на нашей школе. Мы вынуждены в России заниматься этой проблемой, так как остались без подобных генераторов, надеясь на заграничных партнёров. Сегодня наша задача – как можно скорее завершить работы по созданию магнитной лаборатории в НЦФМ и получить центр, который может проводить не только рекордные исследования, но и те исследования, которые необходимы материаловедам в данный момент. Технический прогресс, это очевидно, будет связан с материаловедением – любые вещи, которые мы будем делать на пользу человека, потребуют новых материалов. Присутствующие в зале ученые находятся на переднем крае этого направления деятельности, так как сильные магнитные поля позволяют разбираться с электронной структурой вещества и осознанно подходить к синтезу материалов.

Также, чтобы понимать, как устроены планеты и что в них происходит, планетарная физика требует хорошей базы данных по всем веществам, которые существуют в природе и которые ещё будут придуманы, – здесь поле деятельности невообразимо большое. И когда у нас появится магнитная лаборатория в НЦФМ, то наши возможности возрастут многократно!», – сообщил заместитель научного руководителя РФЯЦ-ВНИИЭФ по электрофизическому направлению, председатель направления НЦФМ член-корреспондент РАН Виктор Селемир.

Директор НПЦФ РФЯЦ-ВНИИЭФ Алексей Тренькин в своём выступлении представил экспериментальную базу НПЦФ, которая открыта для проведения исследований в рамках научной программы НЦФМ:

«Наша основная цель – получение новых материалов в области электроники, которое связано с исследованием их фундаментальных свойств с помощью магнитных полей. В рамках научной программы НЦФМ используется комплекс НПЦФ РФЯЦ-ВНИИЭФ с уникальными генераторами сверхсильных магнитных полей МК-1, наши уникальные технологии позволяют получать холодную изоэнтропу веществ при одновременном измерении плотности и давления, с использованием технологии импульсной рентгенографии.

У нас есть разная экспериментальная база, которая может применяться при развитии и других направлений НЦФМ. Например, на основе технологий магнитной кумуляции с использованием взрывомагнитных генераторов мы реализовали технологию для воспроизведения импульсов молний, которая обеспечивает изучение физики процессов молниевых разрядов, методов и средств молниезащиты. Другой наш стенд, лабораторный электрофизический стенд НПМ-01, позволяет моделировать электрофизические процессы в околоземном пространстве – он может быть полезен при развитии той темы, которую затронул А.М. Сергеев, о влиянии факторов космической погоды на функционирование живых организмов и технологическую инфраструктуру, в том числе при исследовании солнечно-земных связей. Наш технологический потенциал позволяет развивать эти направления», – отметил директор НПЦФ РФЯЦ-ВНИИЭФ Алексей Тренькин.

Студенты и молодые учёные приехали на школу НЦФМ из Москвы, Санкт-Петербурга, Новосибирска, Екатеринбурга, Челябинска, Нижнего Новгорода, Уфы, Калининграда, Махачкалы, Абакана, Дубны, Томска и Сарова. Они представили свыше 10 устных докладов на круглых столах и более 20 постеров в рамках стендовой сессии с результатами собственных исследований.

Магистрант СПбПУ Иван Кузнецов, чей доклад «Особенности испытаний механических свойств материалов при помощи контролируемого магнитно-импульсного нагружения» был признан Программным комитетом школы одним из лучших, поделился впечатлениями со школы:

«Мой доклад связан с исследованием механических свойств материалов, с вопросами их нагружения, в частности, при сильном магнитном давлении с использованием различных схем нагружения. Этими вопросами я занимаюсь три года, развивал их как в бакалавриате, так и в магистратуре. Мне очень интересно, как происходит процесс разрушения материалов, как они ведут себя при высокоскоростных нагружениях, при импульсных воздействиях. Мы работали с профессором СПбПУ Сергеем Ивановичем Кривошеевым, он очень рассказывает об этом всём. И сейчас это моё первое посещение школы НЦФМ, и впечатления просто отличные – возможность увидеть столько талантливых, замечательных, умных людей придаёт большую мотивацию желанию становиться учёным и заниматься наукой», – рассказал магистрант СПбПУ Иван Кузнецов.

Во время школы также состоялся научный семинар НЦФМ о магнитных объектах во Вселенной с заведующим отделом астрофизики и физики космической плазмы Института прикладной физики им. А.В. Гапонова-Грехова РАН членом-корреспондентом РАН Владимиром Кочаровским.

Культурно-развлекательная программа школы включила экскурсии, кинопоказ и открытый спортивно-развлекательный досуг.

Аннотации докладчиков опубликованы в сборнике тезисов школы НЦФМ.

Фотографии со школы: https://vk.com/album-215983798_302870012.

Плейлист с лекциями: https://vk.com/video/playlist/-215983798_30.

Читайте также:

26/05/2025 Что произойдет, если закончится нефть и чем может помочь наука? В новом выпуске программы «Время науки» на радио «Комсомольская правда» ведущие Мария Баченина и научный руководитель НЦФМ, академик РАН Александр Сер... 22/05/2025 Новый источник энергии для человечества? Зачем ученые синтезируют новые сверхтяжелые элементы Есть ли границы у материального мира? Зачем в ведущих лабораториях идет гонка в области синтеза новых химических элементов? Какую практическую пользу ... 18/05/2025 Время наука с «КП»| Юрий Оганесян Ведущие – Александр Сергеев, научный руководительНационального центра физики и математики академик РАН, и Мария Баченина.

Задать вопрос Сергееву