Старший преподаватель кафедры общей и прикладной физики ЧелГУ Андрей Эбель может с помощью науки объяснить всё. Его направление работы – моделирование и дизайн – и это не сфера гламура, а методы научного исследования. Как это? Учёный рассказал в интервью.
— Почему выбрали физику?
— Это фундамент всех естественных наук. Физика изучает природу, но не всю, а лишь самые общие её законы, лежащие в основе более частных. Эти частные законы изучают другие науки. Получается, физик знает всё. Смотрите, повадки и строение зверя, конечно, изучает биология, а расчёт силы, которую могут развивать его конечности, и скорость, с какой он бросается на добычу, занимается физика. Примеров много, превращение веществ изучает химия, строение и состав планеты – геология, строение Вселенной – астрономия и т. д.
— Каким научным направлением вы занимаетесь?
— Моделированием и дизайном. Точнее, моделированием процессов при облучении лазером материалов с определённым рельефом поверхности. В исследованиях по воздействию на материалы интенсивными потоками электронов или ионов, лазерного излучения или потоков плазмы, возникают мощности излучения от мегаватт на квадратный сантиметр с длительностью воздействия от десятков фемтосекунд до сотен микросекунд. В таких экстремальных условиях возникают различные процессы, приводящие к изменению свойств материалов. Исследования, направленные на изучение протекающих процессов при воздействии излучений на материалы, являются важнейшей задачей материаловедения. Эксперименты по облучению материалов отличаются сложностью в проведении и в дороговизне. Современная компьютерная техника позволяет найти выход в подобных ситуациях с помощью компьютерного моделирования физических процессов и проведения компьютерных физических экспериментов. С помощью компьютерного моделирования в моей работе показано, что повышение устойчивости пластин металлов по отношению к отколу возможно путём создания определённого рельефа на свободной поверхности для случая ультракоротких импульсов ударного сжатия и наноразмерных толщин пластин и элементов рельефа.
— В чём особенность ваших исследований?
— В моей работе использовался метод атомистического моделирования, который состоит в прямом вычислении траекторий движений атомов жидкости или твёрдого тела на основе уравнений движения Ньютона для системы большого числа частиц с заданным законом межатомного взаимодействия, полученным на основе квантово-механических представлений и содержащим эмпирические постоянные. Моделирование осуществлялось численно на кластере, состоящем из нескольких объединённых связью компьютеров. В результате исследования был изучен механизм компактирования наночастиц ударной волной в нанокристаллическое покрытие, который может использоваться для нанесения защитных и функциональных покрытий на различные поверхности материалов.
— Кто занимается этой тематикой в нашем вузе?
— В ЧелГУ на кафедре общей и прикладной физики сформировалась группа учёных под руководством доктора физико-математических наук Александра Майера, в которую входят кандидаты физико-математических наук Василий Красников, Виктор Погорелко и другие сотрудники. Следует отметить, что в группу входят также студенты и аспиранты, которые публикуют статьи в научных журналах, готовят доклады на международные научные конференции, проходящие как в России, так и за рубежом. По результатам их исследований планируется защиты кандидатских диссертаций по специальностям «Теоретическая физика» и «Физика конденсированного состояния».
— Какие перспективы работы по этому направлению?
— Перспективы связаны с применением электрофизических методов в машиностроении, атомной промышленности, медицине, космической отрасли. Например, рассматривается возможность перехода к электрофизическим методам нанесения покрытий от электролитических, которые причиняют большой вред окружающей среде.
— Что пожелаете абитуриентам и студентам физического факультета?
— На физическом факультете ЧелГУ имеются широкие возможности исследований, которые связаны с решением актуальных задач в области фундаментальной и прикладной физики и астрофизики. Имеется современное техническое и компьютерное оборудование. Обучение ведётся с использованием современных компьютерных технологий. Как результат, участие студентов в научных конференциях, защита аспирантами диссертаций, трудоустройство выпускников на высокооплачиваемые должности.
Дерзайте – всё получится!
Автор материала — Нина Басова