От редакции
В середине 90-х родилась идея таким городам присвоить особый статус — «наукоград». Идея в целом здравая, прямо-таки в духе самых свежих веяний, — помочь ученым сосредоточиться на том, что они лучше всего умеют, создать условия для наиболее плодотворной деятельности не только в масштабах одного института, но и на уровне компактной географической точки на карте. Увы, как это нередко бывает, реализация подкачала, хотя определенные подвижки в нужном направлении случились — какие-то преференции муниципалитеты новоявленных наукоградов всё-таки поимели.
Однако по большому счету механизм объединения усилий городов и находящихся на их территориях институтов и других научно-технических учреждений так и не заработал. И не столько из-за отсутствия внятной цели, сколько… Если выражаться политкорректно — ввиду того, что уровень финансирования этих проектов был настолько невелик в масштабах России, что «заработать» на них не представлялось возможным, а значит, и интерес к лоббированию наукоградов быстренько поувял.
Но сами-то наукограды, так или иначе, с официальным статусом или без оного, остались! Остались опять наедине со своими проблемами. Притом что люди, живущие в этих городах, продолжают заниматься своим любимым делом. Продолжают, несмотря на «заботу» родного государства, которое руками и умами своих представителей не развивают лучшее, что еще сохранилось в российской науке, а собираются практически в соответствии с классикой «разрушить старый город и построить новый в другом месте».
Отчасти научное сообщество само виновато в том, что страна недооценивает качество и возможности собственной науки. Несмотря на все невзгоды, российская наука вполне конкурентоспособна не только на уровне отдельных ученых, но и в рамках серьезных проектов и целых институтов. А по отдаче в пересчете на вложенный рубль (как доказал ТрВ-Наука) и вовсе занимает лидирующие позиции в мире. Очень часто нашим ученым не хватает всего лишь грамотного пиара. Те достижения, что есть, какими бы очевидными они ни казались самим ученым, должны быть представлены так, чтобы были ясны любому чиновнику (для отчетности) и нормальному обывателю (для разумной патриотической гордости).
Вот эту глобальную задачу и пытается решать наша газета — показать, что наука в России может быть и интересной, и качественной, и полезной обществу, т.е., приносить не только моральные, но и вполне материальные дивиденды. Правильно поданная информация поможет и самим ученым — например, даст новый толчок для развития всё тех же наукоградов, сохранит их суть и даст новый толчок к развитию.
Одним из крупнейших наукоградов является Троицк, попавший после расширения Москвы в особо щекотливую ситуацию. Возможности столицы общеизвестны, в том числе, увы, и в плане нейтрализации любой «инородной» сущности. Превращение Троицка в очередной спальный район лишит и без того ослабшую отечественную науку заметной части потенциала. То, что потенциал есть и при правильном его использовании поможет не только Троицку, но и другим российским наукоградам, мы постараемся показать в своих публикациях. Первая в этом ряду — представление находящегося в Троицке Института спектроскопии РАН (ИСАН).
Собеседник нашего корреспондента Александра Гапотченко — заместитель директора ИСАН, докт. физ.-мат. наук Олег Компанец.
— Олег Николаевич, для начала немного истории — когда и под какие задачи создавался ИСАН?
— В 60-е годы внеатмосферные исследования Солнца, первые космические исследования и работы по управляемому термоядерному синтезу потребовали интерпретации получаемых коротковолновых спектров плазмы. Тогдашний уровень теоретических расчетов не обеспечивал ее из-за чрезвычайной сложности таких спектров. Для проведения систематических спектральных исследований решением правительства и был создан 45 лет назад Институт спектроскопии АН СССР. Организатором, первым директором и идеологом направлений исследований ИСАНа стал профессор С.Л. Мандельштам, впоследствии член-корреспондент АН СССР. Ядро Института образовала группа сотрудников лаборатории Комиссии по спектроскопии АН СССР, к которой затем присоединились сотрудники ФИАНа во главе с докт.физ.-мат.наук В.С. Летоховым, ставшим заместителем директора и возглавившим исследования в области лазерной спектроскопии. Штат ИСАНа пополнялся в основном молодыми выпускниками МФТИ, которые в настоящее время заняли серьезные позиции в мировом рейтинге ученых. Хотя численность работников Института не так велика (в настоящее время — 205 человек, из которых примерно половина — научные сотрудники, из них 23 доктора и 42 кандидата наук), Институт неизменно входит, по данным зарубежных источников, в тридцатку научных организаций России с наивысшим индексом цитирования работ их ученых. А согласно исследованиям, проведенным «Корпусом экспертов» в 2012 году, ИСАН входит в тройку лучших институтов физического профиля — http://expertcorps.ru. С 1989 года Институт возглавляет член-корреспондент РАН Е.А. Виноградов.
ИСАН ведет исследования атомов, ионов с высокой кратностью ионизации, плазмы, молекул (как простейших в газовой фазе, так и сложных в различных матрицах), жидкостей, кристаллов и пленок, многослойных тонкопленочных структур, метаматериалов, поверхности твердых тел, биообъектов. Область изучаемых спектров различных объектов простирается от рентгеновского до сантиметрового диапазона длин волн. Для получения спектров в Институте создан большой набор спектральных приборов и установок, многие из которых являются уникальными и не имеющими аналогов в мире.
— Каковы основные достижения за 45 лет и с чьими именами они связаны?
— Нами за эти годы получены важные научные результаты мирового уровня, открывшие новые направления науки и технологий и заложившие их физико-технические основы. Замечательных ученых у нас немало, но я хотел бы особо выделить С.Л. Мандельштама, В.С. Летохова и Р.И. Персонова.
Систематические исследования энергетической структуры атомов и ионов позволили получить необходимые данные для астрофизики и спектральной диагностики высокотемпературной плазмы, а также разработать принципы и методы создания одного из важнейших элементов литографического процесса получения наноэлектронных чипов — мощных источников экстремального ультрафиолетового излучения в области 6-17 нм.
В этом большая заслуга первых и теперешних руководителей работ по атомной спектроскопии С.Л. Мандельштама, Э.Я. Кононова, А.Н. Рябцева, К.Н. Кошелева.
Проведенные широким фронтом пионерские исследования в области лазерной спектроскопии привели к получению целого ряда принципиально новых результатов, которые во многом определили современный облик лазерной физики, спектроскопии и нелинейной оптики. В их числе:
— разработка лазерных методов разделения изотопов и создание на этой основе совместно с рядом других организаций (в том числе, с ТРИНИТИ) первой в мире промышленной установки лазерного разделения изотопов углерода;
— создание научных основ физики ультрахолодных атомов и оптики атомных пучков и их применение в нанооптике, нанофотонике, атомной нанолитографии и других современных нанотехнологиях;
— получение сверхузких резонансов в атомно-молекулярных спектрах и создание на их основе лазерных стандартов частоты и длины волны;
— разработка лазерных методов детектирования одиночных атомов и ионов и на этой основе создание установок ультрачувствительного мониторинга следов элементов и микропримесей в природных объектах и высокочистых веществах;
— инициация химических реакций ультракороткими импульсами и лазерная фемтохимия, лазерный оптический «наноскоп» для визуализации нанообъектов;
В этих исследованиях, отмеченных печатью таланта рано ушедшего от нас В.С. Летохова, проявили себя коллективы, руководимые его учениками и коллегами (В.И. Балыкин, Е.А. Рябов, С.В. Чекалин, Р.В. Амбарцумян, П.Г. Крюков, М.А. Большов).
Крупные научные результаты получены в отделе молекулярной спектроскопии под руководством Р.И. Персонова. Разработан метод селективного лазерного возбуждения узких линий в спектрах примесных молекулярных систем при низких температурах и связанного с ним метода получения («выжигания») устойчивых спектральных провалов после воздействия на примесные молекулы интенсивного лазерного света. Это позволило получать самую разнообразную информацию о свойствах примесных молекул и их окружения. В этом же отделе получил свое рождение новый подход к исследованию микроскопической природы динамических процессов в неупорядоченных твердотельных средах, благодаря которому была впервые получена уникальная информация о динамике свойств стекол и полимеров в широком диапазоне температур и времен наблюдения (Ю.Г. Вайнер).
Фундаментальным вкладом в спектроскопию твердого тела явились пионерские исследования Е.А. Виноградовым инфракрасного теплового излучения кристаллов и пленок. Им же разработаны принципы построения ИК-спектрометров высокой фотометрической точности и создана серия таких приборов для исследования оптических свойств полупроводниковых соединений. Лабораториями отдела спектроскопии твердого тела (Г.Н. Жижин, Х.Е. Стерин, Б.Н. Маврин, Н.Н. Новикова) исследовано в Институте самое большое число спектров разнообразных материалов оптоэлектроники и нанофизики, чтобы предложить пути, которые ведут к созданию или совершенствованию технологии получения новых материалов с заданными полезными свойствами.
Серьезными результатами могут гордиться и наши теоретики В.М. Агранович, Ю.Е. Лозовик, А.М. Камчатнов, А.Г. Мальшуков, В.И. Юдсон, предложившие множество идей и написавшие огромное количество монографий, а также статей и обзоров в самые престижные научные журналы.
Нельзя еще раз не упомянуть о большой линейке созданных за 45 лет самых разнообразных научных установок и приборов — от уникальных, типа многоцелевого автоматизированного фемтосекундного лазерно-диагностического спектрометрического комплекса, до нашедших широкое применение в практике разного рода анализаторов (анализаторов металлов и сплавов, эмиссионных анализаторов порошков, минералогических объектов, почв, биосенсорных анализаторов биологических жидкостей) и мини-спектрометров. Долго перечислять всех их создателей, они есть во всех лабораториях Института, просто скажу им доброе слово.
Главные направления текущих исследований, их цели и перспективы, основные результаты, ведущие исследователи?
В настоящее время в научной структуре Института находятся отделы атомной спектроскопии, молекулярной спектроскопии, спектроскопии твердого тела, лазерной спектроскопии, лазерно-спектрального приборостроения, теоретический отдел, лаборатории спектроскопии наноструктур и экспериментальных методов спектроскопии.
Спектроскопия — динамично развивающаяся наука. Каждые несколько лет в ней возникают новые направления, и все они представлены в ИСАНе. Ежегодно учеными института публикуются 120-140 научных статей в ведущих реферируемых журналах, книги и монографии, делается более 50 докладов на международных научных конференциях. Регулярно достижения Института входят в число основных научных достижений РАН, доклады ученых ИСАНа заслушиваются на научных сессиях Отделения физических наук и на заседаниях Президиума РАН.
Обо всех ведущихся работах рассказать невозможно, я остановлюсь лишь на нескольких, наиболее важных проектах.
Во-первых, это источники для коротковолновой литографии на λ~13,5 нм и короче (научные руководители — докт. физ.-мат. наук А.Н. Рябцев, канд. физ.-мат. наук К.Н. Кошелев). Проект практически перешел в технологическую стадию, поэтому работа ведется в тесном сотрудничестве с фирмой ASML (Нидерланды), Институтом физики микроструктур РАН (Н. Новгород), ТРИНИТИ, ООО «EUV Labs», ООО «РНД-ИСАН» (Москва, Троицк). В ИСАН создан прототип мощного источника экстремального ультрафиолетового излучения, работающего на длине волны 13,5 нм, на сегодня главный упор делается на разработку интегрированной с источником системы подавления паразитных частиц и излучения, разрушающих зеркала.
Задача создания элементной базы нано- и оптоэлектроники решается и другим путем — методом атомной камеры-обскуры (докт. физ.-мат. наук В.И. Балыкин), позволяющим с помощью атомного пучка прямо получать одновременно более миллиона идентичных (>106) атомных, молекулярных структур и гетероструктур произвольной формы размером до 30 нм и менее. Работа ведется совместно с Экспериментальным заводом научного приборостроения РАН (Черноголовка). Уже создан опытный образец установки «Атомный нанолитограф», который размещен в условиях чистого помещения класса ISO5 Центра «Нанооптика и нанофотоника» ИСАН, с его помощью получены на поверхности диэлектрика образцы наноструктур из благородных металлов разной формы: нановолноводы, кольцевой нанорезонатор, оптическая наноантенна.
Важным направлением работ остается спектральная диагностика новых материалов и наноструктур (Е.А. Виноградов). Оптическая Фурье- и колебательная спектроскопия позволяет исследовать оксиды редкоземельных элементов в порах диаметром 40-150 нм, наночастицы редкоземельных элементов и соединений в кристаллах и стеклах, наночастицы и их комплексы с редкими землями в полимерных матрицах; слоистые пленочные структуры, оптические свойства квазикристаллов, сверхтвердые и сверхпрочные покрытия, нанотрубки, нанокомпозиты и другие перспективные для применения материалы. Работа ведется широким фронтом в тесном сотрудничестве со многими российскими и зарубежными партнерами.
К этому направлению тесно примыкает диагностика локальных параметров твердотельных органических структур (докт. физ.-мат. наук А.В. Наумов). Метод основан на использовании в качестве спектрального нанозонда, вводимого в твердотельную среду, одиночных хромофорных молекул, оптические спектры которых чрезвычайно чувствительны к параметрам ближайшего микроокружения и содержат разнообразную информацию о параметрах этого окружения. Новый метод обладает целым рядом уникальных достоинств: отсутствие усреднения по объему образца, малое искажающее действие, высокая информативность, диагностика нанообъектов практически любой природы.
Среди спектрометрических задач, которые сейчас приходится решать, уместно назвать абсорбционную спектрометрию пламен (докт. физ.-мат. наук М.А. Большов) для поиска оптимальных условий процессов горения в сверхзвуковых потоках горючих смесей летательных аппаратов и ракет (в сотрудничестве с ОИВТ РАН и ЦАГИ им. Н.Е.Жуковского); разработку аппаратуры эмиссионного спектрального анализа специальных сплавов (канд. техн. наук Э.Г. Силькис) для создания более простых, недорогих и мобильных приборов анализа новых материалов, композитов и сплавов специального назначения при их производстве (совместно с ООО «МОРС»), а также совместную с ИМБ РАН разработку портативных биосенсорных аналитических тест-систем (докт. физ.-мат. наук О.Н. Компанец) для экспресс-контроля содержаний в жидкости биологически активных и токсичных соединений, а также наночастиц — в их производстве и применениях, в первую очередь в медицине и фармакологии.
Важным направлением текущих исследований становится электронная микроскопия перспективных материалов и структур и их превращений ( докт. физ.-мат. наук Е.А. Рябов). В рамках этого проекта ведется (совместно с МИТХТ им. Ломоносова и ИПЛИТ РАН) разработка нового метода изучения сверхбыстрой (10-10— 10-13 с) структурной динамики конденсированных сред на основе четырехмерной (с временным разрешением) электронной микроскопии и создание уникального экспериментального комплекса для исследования динамических процессов в новых перспективных материалах, в том числе при их структурных и физических превращениях и при взаимодействии с излучением.
С указанной работой тесно связан другой проект (докт. физ.-мат. наук С.В. Чекалин), нацеленный на осуществление возможности пространственно контролируемой модификации поверхностных свойств материала и получения химически видоизмененного нанорельефа с помощью лазерного излучения фемтосекундной длительности и узконаправленных, сжатых во времени нанопучков электронов.
Упомяну, пожалуй, еще пару работ, перспективных с точки зрения возможных применений, — создание новых, малозатратных методов лазерного разделения изотопов, в том числе широко востребованных изотопов углерода и кремния ( докт. физ.-мат. наук Е.А. Рябов), и разработка нанолокализованных источников излучения для задач нанофотоники и оптоэлектроники ( докт. физ.-мат. наук В.И. Балыкин).
— В ИСАНе много проектов, связанных с новыми технологиями. Получают ли сотрудники гранты, средства по контрактам и т.п., какова доля заработанных таким образом денег в бюджете института в сравнении с финансированием из Академии? Если мы хотим быть конкурентны в мировой науке, то конкурентна должна быть и зарплата ученых, это одно из главных условий привлечения молодых в науку. Можно ли привести данные, сколько зарабатывает молодой специалист, сколько с.н.с. — кандидат наук?
Разумеется. Кроме госзадания и работ по программам РАН, многие лаборатории выполняют дополнительно прикладные работы по госконтрактам с Минобрнауки и по договорам, имеют гранты РФФИ, гранты Президента молодым ученым. Доля таких работ за прошлый год составила примерно треть от общего финансирования. Средняя зарплата по ИСАНу в 2012 году около 49 тыс. руб. Доход любого специалиста, естественно, зависит от объема дополнительного финансирования и, если оно есть, колеблется (грубо) в пределах 2030 тыс. руб. для молодого исследователя без степени и 30-50 тыс. руб. для старшего научного сотрудника. На квартиру, конечно, накопить сложно (надежда, к стыду нашему, только на помощь родителей), хотя для молодежи в РАН есть (была, по крайней мере) специальная программа покупки квартир, и она сыграла для наших ребят весьма существенную роль.