Найти в Дзене
БФУ им. И. Канта

Мегаоптика для мегасайнс. Читайте интервью с ведущим ученым БФУ Анатолием Снигиревым

Чем уникальна оптика для установок класса «мегасайенс»? Подробности — в интервью портала «Индикатор» с Анатолием Снигиревым, директором Международного научно-исследовательского центра «Когерентная рентгеновская оптика для установок „Мегасайенс“» БФУ им. И. Канта. — Поговорим немного о вашем проекте в сфере синхротронных исследований. Когда, где и благодаря кому начались работы по изучению и изготовлению оптики для синхротронных установок. Какие научные и повседневные задачи она решает?
— Начну с того, что сама рентгеновская оптика возникла, как только Вильгельм Конрад Рентген открыл рентгеновские лучи. Он попытался сделать линзы, понимая, что ему предстоит работа с электромагнитным излучением, но у него ничего не получилось. К сожалению, Рентген выбрал неправильный подход и сделал заключение, что места для рентгеновских линз в рентгеновском излучении нет.
Чем же вообще привлекает внимание рентген? Он проходит сквозь то, во что не может проникнуть видимый свет. Именно поэтому после ег

Чем уникальна оптика для установок класса «мегасайенс»? Подробности — в интервью портала «Индикатор» с Анатолием Снигиревым, директором Международного научно-исследовательского центра «Когерентная рентгеновская оптика для установок „Мегасайенс“» БФУ им. И. Канта.

— Поговорим немного о вашем проекте в сфере синхротронных исследований. Когда, где и благодаря кому начались работы по изучению и изготовлению оптики для синхротронных установок. Какие научные и повседневные задачи она решает?

— Начну с того, что сама рентгеновская оптика возникла, как только Вильгельм Конрад Рентген открыл рентгеновские лучи. Он попытался сделать линзы, понимая, что ему предстоит работа с электромагнитным излучением, но у него ничего не получилось. К сожалению, Рентген выбрал неправильный подход и сделал заключение, что места для рентгеновских линз в рентгеновском излучении нет.

Чем же вообще привлекает внимание рентген? Он проходит сквозь то, во что не может проникнуть видимый свет. Именно поэтому после его открытия сразу же начали просматривать кости и даже предметы одежды и быта — например, обувь для детей, и в обувных магазинах довоенной Германии даже ставили рентгеновские аппараты — педоскопы, чтобы родители могли проверить, жмут или не жмут чаду его новые ботиночки. Ребенка ставили на «рентген», просвечивали и выбирали, что же он все-таки будет носить.

Рентген стал именно первой возможностью посмотреть, что внутри. Понятно, что его применение было особенно актуально для медицины, науки, а также технологий и промышленности, связанной с конструкционными материалами. Но это были первые опыты на обычных рентгеновских трубках, которые находились, например, в лаборатории или в медицинском кабинете.

Основной же принцип генерации рентгена заключался в следующем. Электронный пучок бьет по мишени, затем он тормозится, и из-за этого возникает излучение. Так было до 40-х годов ХХ века. Американские специалисты установили: когда заряженные частицы гоняют на ускорителях — синхротронах, появляется электромагнитное излучение, включая рентгеновское. Этому открытию сначала не придали значения, а излучение отнесли к «паразитному». Но где-то в 70-х годах прошлого века в мире возникло понимание, что синхротронное излучение может быть очень полезно. Именно в те годы произошел толчок, который показал, что рентгеновское излучение в синхротронах намного ярче и сильнее, чем в рентгеновских трубках. В Советском Союзе все бросились в Новосибирск, оказавшийся в «передовом отряде», где были Англия, Америка, Япония и Европа (где синхротронные установки расположились в Гамбурге и Париже). В новосибирском центре — в Институте ядерной физики имени Г. И. Будкера СО РАН создали даже не один, а несколько синхротронов, где проводились исследования в области ядерной физики. Они были предназначены для проведения исследований в области физики высоких энергий, чтобы в кольце ускорителя разгонять заряженные частицы -электроны и позитроны- до скорости света, а потом сталкивать их между собой и получать в результате этого определенные реакции и открывать новые частицы.

Тогда все поняли, что синхротроны необходимо использовать. Их стали делать только для того, чтобы использовать именно излучение — не для физики высоких энергий и исследований в этой области, а как источник под рентгеновскую диагностику, а также медицинские и повседневные человеческие задачи. Это были синхротроны второго поколения. [Первое поколение — синхротроны, построенные для экспериментов по физике высоких энергий, где синхротронное излучение было побочным явлением. На этих установках впервые начали отрабатываться методики применения синхротронного излучения в научных исследованиях — ред.] В России были построены две подобные машины, одну из которых запустили в Курчатовском институте. Это был единственный, но вполне приличный и эффективный синхротрон. Далее мир сдвинулся еще и в третье поколение — диаметр окружности кольца увеличился, а длина каналов достигала почти километра. Каждая станция третьего поколения и ее излучение использовались для определенного класса задач (например, для расшифровки белков для лекарств). Это стало одним из мощнейших инструментов для проведения важнейших исследований в разных областях науки.

— Чем уникальна оптика для установок класса «мегасайенс», в частности — для синхротронов?

— Традиционно рентгеновской оптикой в Советском Союзе занимались сильные группы ученых — в Московском регионе, в Ленинграде и в Сибири. Мы, в свою очередь, начали эту деятельность в Черноголовке, в Институте физики твердого тела РАН (ИФТТ РАН), а далее на базе Института проблем технологии микроэлектроники (ИПТМ РАН). Мы применили новые методы микротехнологий и создали первые уникальные элементы для рентгеновского излучения, нацеленные на синхротронное излучение.

В это же время в 1992 году был создан европейский исследовательский центр во французском Гренобле ESRF (European Synchrotron Radiation Facility) с ускорительным центром, источником синхротронного излучения третьего поколения. При этом выбор оптики, которая была бы совместима со столь уникальным оборудованием, был ограничен. Со своей первой разработкой, которая называлась Брэгг-френелевской оптикой, мы как раз попали в тренд.

Исследования и разработки в области рентгеновской и синхротронной оптики мы проводили вместе с моей женой Ириной. Знакомство с ней произошло еще в студенческие годы. Мы вместе окончили один университет МИСИС, вместе работали в Институте проблем технологии микроэлектроники (ИПТМ РАН) в Черноголовке, и нам вместе посчастливилось оказаться в Гренобле на синхротроне ESRF в рамках стипендии Гумбольдта.

ЧИТАЙТЕ ДАЛЕЕ ИНТЕРВЬЮ С АНАТОЛИЕМ СНИГИРЕВЫМ