Skip to Content

Вектор познания

ЭФФЕКТЫ 3D-ВИЗУАЛИЗАЦИИ

Сотрудники Института химии твердого тела УрО РАН совместно с коллегами из Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова и Санкт-Петербургского госуниверситета разработали новый подход к изучению атомной структуры поверхности твердых тел, объединяющий достоинства двух динамично развивающихся методов — рентгеновской фотоэлектронной дифракции и голографии. В научный коллектив входят директор ИХТТ УрО РАН доктор химических наук М.В. Кузнецов, доктор химических наук Л.В. Яшина (МГУ), доктор физико-математических наук Д.Ю. Усачев (СПбГУ), кандидат химических наук И.И. Огородников (ИХТТ УрО РАН). Мы поговорили с Михаилом Владимировичем Кузнецовым об этом проекте. 
— Для чего нужно изучать поверхность? И какова история вопроса?
— Изучать поверхность твердых тел необходимо для того, чтобы получить сведения о ее химическом составе, атомной структуре, природе химических связей, электронной структуре, функциональных свойствах. Это особенно важно, когда мы имеем дело с низкоразмерными системами и наноматериалами, такими как эпитаксиальные пленки, слои графена, слоистые соединения с уникальными свойствами (например, топологические изоляторы).
Поверхность твердого тела — это не нечто гладкое, она состоит из многих слоев. Одна из проблем, с которой сегодня сталкиваются исследователи при изучении ее структуры, — определение позиций атомов не только на поверхности, но и в слоях, непосредственно примыкающих к ней. Исчерпывающую информацию о первом слое дает метод сканирующей туннельной микроскопии. Для анализа второго, третьего и последующих слоев под поверхностью нужны специализированные подходы, в которых используются эффекты рассеяния и дифракции электронов. До недавних пор лидером здесь выступал метод дифракции медленных электронов. Однако глубина анализа этого метода ограничивается двумя-тремя слоями и, что существенно, он «нечувствителен» к химической природе элементов в поверхностных слоях. Более перспективны методы фотоэлектронной спектроскопии и дифракции, где в качестве носителей информации выступают электроны от внутренних источников — атомов-эмиттеров (атомов, испускающих электроны), расположенных как на поверхности, так и под ней на глубине до 3–5 нанометров. Выделяя с помощью электронного анализатора фотоэлектроны конкретного сорта атомов, можно помимо химической информации получать данные об их локальном структурном окружении и в конечном итоге восстанавливать и визуализировать атомную структуру поверхностных слоев в виде 3D-изображений. Правда, пока 3D-реконструкции ограничиваются простыми системами, например, поверхностями металлов.

Год: 
2020
Месяц: 
апрель
Номер выпуска: 
7
Абсолютный номер: 
1211
Изменено 13.04.2020 - 18:00

РЕНТНОЕ ОБЩЕСТВО: КАПИТАЛИЗМ НА ПЕНСИИ?

Недавно в издательском доме Высшей школы экономики в серии «Экономическая теория» вышла коллективная монография «Рентное общество: в тени труда, капитала и демократии», уже получившая хорошие отзывы специалистов и вызвавшая дискуссии. Ее соавторы, сотрудники Института философии и права Уральского отделения РАН доктор политических наук, профессор РАН Леонид Фишман, кандидаты политических наук Виктор Мартьянов и Дмитрий Давыдов осмысливают новые реалии, в которых прежние экономические категории утрачивают актуальность и им на смену приходят хорошо забытые старые, обретая новые роли. О том, какие именно, наш корреспондент поговорил с Виктором Мартьяновым, исполняющим обязанности директора ИФиП УрО РАН.
— Виктор Сергеевич, в последние годы понятие ренты — получения экономических выгод, не связанных с производством, — все чаще всплывает в научных публикациях. Отчего такой внезапный поворот к традиционной и, казалось бы, второстепенной экономической теме?
— Ничего удивительного: жизнь движется, и общество меняется. Общественные науки, хотим мы или нет, всегда обладают двойной функцией: они не только стремятся к истине, но и обязаны создавать модель идеологического дискурса, самоописания общества через отражение его ценностей. Последние двести лет экономисты, политологи, правоведы описывали современное состояние как «общество труда» в двухфазной модели «труд — капитал» в условиях конкурентных рынков. Понятие ренты (а традиционно в экономике рассматривалась земельная рента) казалось им периферийным, скорее, наследием феодальных отношений.
Классическая модель капитализма предполагала непрерывный рост производства, что отражалось в идее беспредельного положительного прогресса человечества. Однако наступил момент, когда рынок окончательно глобализировался, т.е. сделался фактически распределенным между глобальными игроками. Экстенсивное расширение рынка приостановилось, и вместе с ним остановился рост мирового производства. Попытки перераспределения рынка — торговые войны, «мягкая сила», частные военные компании на службе корпораций — проблемы не решают. Сегодня при совершенствовании технологий количество произведенного товара растет, но мировой ВВП уменьшается.

Год: 
2019
Месяц: 
декабрь
Номер выпуска: 
24
Абсолютный номер: 
1205
Изменено 23.12.2019 - 14:17

НАЙТИ КИМБЕРЛИТ

Архангельская область наряду с Республикой Саха (Якутия) и Пермским краем входит в число крупнейших алмазных регионов России. Однако в последние годы здесь заметна не самая благоприятная тенденция: обнаружение новых алмазоносных кимберлитовых трубок стремится к нулю. Ученые Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики УрО РАН предлагают свой метод решения проблем поиска драгоценного минерального сырья.
 
Сложные
территории
В советскую эпоху для открытия алмазных трубок досконально изучались в первую очередь территории с относительно простыми геологическими условиями. И все стандартные методы поиска месторождений демонстрировали эффективность. По мере освоения месторождений акцент геологоразведки стал смещаться на удаленные районы с более сложными ландшафтно-геологическими условиями, большим числом слабоамплитудных магнитных аномалий, большой мощностью перекрывающих отложений, которые затрудняют обнаружение кимберлитов.

Год: 
2019
Месяц: 
ноябрь
Номер выпуска: 
22
Абсолютный номер: 
1203
Изменено 19.11.2019 - 15:37

НА ПЕРЕКРЕСТКЕ НАРОДОВ

В начале года наша газета кратко изложила содержание доклада члена-корреспондента РАН А.В. Черных «Цыгане Урала: история и этническая культура», вызвавшего большой интерес у коллег самых разных специализаций. Предлагаем интервью с докладчиком, в котором более подробно представлены его исследования и сам автор — вновь избранный член-корреспондент Академии из Перми.
— Александр Васильевич, прежде всего позвольте поздравить вас с избранием в Академию. Вы ведь первый пермский «гуманитарный» член-корреспондент? Расскажите о себе.
— Да, я коренной пермяк, родился в селе Бедряж Чернушинского района Пермской области, учился в Пермском государственном университете, там же окончил аспирантуру и начал преподавательскую работу. Когда в 2003 г. в Перми был создан филиал Института истории и археологии УрО РАН, я одновременно стал его старшим научным сотрудником. Сейчас заведую сектором этнологических исследований Отдела истории, археологии и этнографии Пермского научного центра УрО РАН. Темы всех моих научных работ связаны с народами, населяющими наш край.

Год: 
2017
Месяц: 
март
Номер выпуска: 
6
Абсолютный номер: 
1153
Изменено 31.03.2017 - 14:10

ОТКРЫТИЕ НА КОНЧИКЕ ЛУЧА

11 февраля члены международной коллаборации LIGO (лазерной гравитационно-волновой обсерватории-интерферометра), объединяющей сотни ученых из семнадцати стран, в том числе из России, объявили о первой прямой регистрации гравитационных волн. На следующий день, 12 февраля в журнале Physical Review Letters вышла статья под названием «Наблюдение гравитационных волн от слияния бинарных черных дыр». Когда-то обнаружение Нептуна немецким астрономом Галле на основании расчетов французского математика Леверье назвали открытием на кончике пера. Существование гравитационных волн также было теоретически предсказано Альбертом Эйнштейном ровно 100 лет назад, в его статье 1916 года. Подтверждение предсказания можно назвать открытием на кончике луча — лазерного.
Прокомментировать неординарное событие мы попросили заведующего лабораторией теоретической физики Института электрофизики УрО РАН академика Михаила Виссарионовича САДОВСКОГО:

— Действительно, неожиданным это крупное открытие в экспериментальной физике последних лет назвать нельзя. Существование гравитационных волн естественно следовало из общей теории относительности Эйнштейна, или современной теории гравитации. Если существуют электромагнитные волны, то должны иметь место и гравитационные возмущения, которые распространяются в виде волн со скоростью света и локально изменяют геометрию пространства и времени. Предсказание о существовании гравитационных волн позволило, например, объяснить изменение темпов сближения тесных систем двойных звезд.
Чтобы понять, что такое гравитационная волна, представим четыре шарика, подвешенные крест-накрест. Если произойдет гравитационное возмущение, два шарика отклонятся друг от друга на определенное расстояние, а другие два одновременно с этим устремятся навстречу друг другу; в следующей фазе волны их движение будет противоположным. В итоге, под действием гравитационной волны все четыре шарика начнут синхронно колебаться. Но это воображаемый эксперимент. В повседневной жизни никто не чувствует и не наблюдает гравитационные волны, они ни на что не оказывают влияния, потому что гравитационные взаимодействия очень слабые по сравнению, например, с электромагнитными. И хотя большинство физиков-теоретиков никогда не сомневались в существовании гравитационных волн, задача их экспериментальной регистрации в земных условиях представлялась очень сложной. Надеяться оставалось только на космос — там происходят мощные гравитационные возмущения, и вызванные ими волны могут дойти до Земли.
Косвенное подтверждение существования гравитационных волн было получено в 1970-е годы американскими астрофизиками Джозефом Тейлором и Расселом Халсом, которые открыли и исследовали двойной радиопульсар PSR 1913+16 — пару вращающихся друг вокруг друга нейтронных звезд. При этом вращении большие массы излучают гравитационные волны и теряют энергию, из-за чего движение их замедляется, а орбита обращения сжимается. Наблюдая за двойным радиопульсаром в течение пятнадцати лет, ученые обнаружили уменьшение орбитального периода, причем скорость этого замедления (около 76 микросекунд в год) идеально описывается уравнениями общей теории относительности, которая предсказывает потерю энергии звездной пары, обусловленную гравитационным излучением. За открытие и исследование радиопульсара PSR 1913+16 Дж. Тейлор и Р. Халс в 1993 году были удостоены Нобелевской премии по физике. 

Год: 
2016
Месяц: 
март
Номер выпуска: 
5
Абсолютный номер: 
1133
Изменено 15.03.2016 - 12:04

РАСШИФРОВАТЬ ПРИРОДНЫЙ КОД

Любая инфекционная болезнь начинается с дисбиоза, то есть с нарушения микробного баланса в организме. К этому выводу приходят и ученые-микробиологи, и практикующие врачи. О роли микробного фактора — микробиома — в состоянии здоровья человека и о механизмах сосуществования и взаимодействия микробных популяций между собой мы поговорили с главным научным с отрудником Института клеточного и внутриклеточного симбиоза Оренбургского НЦ УрО РАН академиком О.В. Бухариным и зав. лабораторией биомониторинга и молекулярно-генетических исследований ИКВС доктором медицинских наук Н.Б. Перуновой — авторами фундаментальной монографии «Микросимбиоценоз», вышедшей в Екатеринбурге в 2014 году. Предоставим слово Олегу Валерьевичу Бухарину.
— Микробиом, то есть микробное сообщество, проживающее на единой территории в организме хозяина (определение нобелевского лауреата Дж. Ледерберга), может содержать в 100 раз больше генов, чем геном Homo Sapiens. Он обеспечивает хозяина различными генетическими и метаболическими факторами, у того отсутствующими, поскольку в процессе эволюции организм человека передал часть функций своей нормальной микрофлоре. Ее представители помогают нам во многих делах: например, повышают полезное действие энергетических фракций, синтезируют витамины группы В, стимулируют иммунную защиту.

Год: 
2015
Месяц: 
август
Номер выпуска: 
16
Абсолютный номер: 
1122
Изменено 17.08.2015 - 19:38

ПРОРЫВЫ ВЕКА

Как мы уже сообщали, 7 мая в Екатеринбурге побывал один из кандидатов на пост президента РАН академик Ж. И. Алферов. В Институте физики металлов он выступил с лекцией, посвященной прорывным технологиям второй половины XX века и их роли в современном мире. «Я выполняю старое обещание, так как в прошлом году должен был делать доклад на Уральском научном форуме», — сказал Жорес Иванович. Предлагаем краткое изложение выступления Нобелевского лауреата.
Начал Жорес Иванович с упоминания имен трех ученых: Джорджа Портера, Абрама Иоффе и Джеймса Хекмана. Первый из них — британский физикохимик, удостоенный в 1967 году Нобелевской премии за исследование сверхбыстрых химических реакций. Именно Д. Портеру принадлежит фраза, которую в последнее время часто цитирует Ж.И. Алферов: «Вся наука — прикладная. Разница только в том, что отдельные ее приложения возникают очень быстро, а другие — через столетия, но все, чем пользуется наша цивилизация, — результат развития науки». Абрам Федорович Иоффе — создатель советской школы физики. Он одним из первых понял необходимость принципиально нового физического образования. Именно по его инициативе был создан физико-механический факультет в Политехническом институте, где впервые в мире начали готовить инженеров-физиков. Аналогичные программы в Калифорнийском и Массачусетском технологических институтах появились гораздо позже. Джеймс Хекман — представитель чикагской школы экономики, получивший Нобелевскую премию в тот же год, что и Ж.И. Алферов. Жорес Иванович навсегда запомнил фразу Д. Хекмана, произнесенную на круглом столе, организованном для Нобелевских лауреатов телекомпанией BBC: «Научно-технический прогресс второй половины XX века полностью определялся соревнованием СССР и США, и очень жаль, что это соревнование закончилось». Таким образом, опора на фундаментальные исследования и применение их для решения прикладных задач, соответствующий подход в образовании, а также высокая конкуренция на мировой арене стали основой для появления множества прорывных технологий во второй половине XX века.

Год: 
2013
Месяц: 
июнь
Номер выпуска: 
14
Абсолютный номер: 
1080
Изменено 10.06.2013 - 16:28
RSS-материал


2012 © Российская академия наук Уральское отделение
620990, г. Екатеринбург, ул. Первомайская, 91
makarov@prm.uran.ru +7(343) 374-07-47