|
|
|
№ 24-25 (3683-84), 20 октября 2004 года
|
 |
|
|
|
|
Оптика по-прежнему
привлекательна для студентов
Николай Александрович показывает мне изящную вещицу из стекла. Внутри стеклянного кубика парит-танцует женщина в развевающихся одеждах. Этот сувенир коллеги подарили в день его 50-летия. Но суть в другом: в этой фигурке скрыто изобретение физика-оптика. И без исследований ученых таких поделок просто-напросто не было бы.
|
 |
Н.А.Тимофеев |
|
— Лет двадцать назад наш коллега доктор физико-математических наук С.В.Ошемков изучал метод спектрального анализа веществ, — рассказывает профессор Николай Александрович ТИМОФЕЕВ, заведующий кафедрой оптики физического факультета СПбГУ. — На поверхности, куда попадает лазерный луч, вещество испаряется, возбуждается, светится. И по спектру можно понять, что это за вещество... А если луч лазера сфокусировать на стекле, то внутри прозрачного вещества возникает непрозрачная точка. Из таких точек можно формировать любые картинки — или вручную, или с помощью компьютера управлять лучом лазера и переносить объемное изображение внутрь стекла. Эта идея была подхвачена умельцами — и вот, на рынке появился новый продукт, новая техника производства сувениров.
Николай Александрович рассказал об этом, отвечая на мой вопрос о связи фундаментальных и прикладных работ ученых и преподавателей на кафедре оптики. В этом году у кафедры юбилей — она была создана 70 лет назад, в 1934 году. Юбилей двойной: в 1904 году, 100 лет назад, в России была опубликована первая работа по спектроскопии, выполненная учеными Санкт-Петербургского университета. У истоков кафедры оптики в ЛГУ стояли академик Д.С.Рождественский, его молодые коллеги С.Э.Фриш, А.Н.Теренин, В.А.Фок, В.М.Чулановский. Этот коллектив молодых ученых начинал работать под руководством Д.С.Рождественского в ГОИ — лаборантами. Позже они стали известными физиками, которые в 1930-40-е годы определили развитие оптики в Ленинграде.
— В начале 1970-х, когда я учился на физфаке, оптика была одной из самых точных, самых перспективных наук. Успехи физики лазеров, нелинейной оптики, физики плазмы были потрясающие. И у меня не было раздумий на втором курсе, куда идти. Многие мои сокурсники выбирали кафедру “за компанию”: куда друзья, туда и они. А для меня было очевидно: конечно, на оптику!
— А почему вы пошли на физфак?
— Жили мы тогда в коммунальной квартире в Сосновой Поляне, и сосед, который как раз заканчивал Политех, настойчиво убеждал меня идти туда. Но для меня было ясно, что я буду поступать в университет. Успехи радиоэлектроники, открытие лазеров, полеты в космос — физика тогда была на подъеме. Школу я закончил в 1969-м, и немного колебался между математикой и физикой. Выбрал физику — благодаря школьному учителю. К нам, в обычную школу №395, перешли несколько учителей из знаменитой 239-й. Физику стал преподавать Юрий Семенович Куперштейн. Про него в школе ходили легенды, что он, небольшого роста, укротил хулиганов из 8-го. Когда он впервые пришел в их класс, его даже не заметили. Но он так вел занятия, что самые отпетые хулиганы не давали шуметь одноклассникам, сдерживали их. Завуч даже удивлялась, специально дежурила под дверью: почему это на ваших уроках так тихо?.. Юрий Семенович открыл для меня красоту и точность физики.
— Когда пришли студентом на кафедру оптики, какую вы специализацию выбрали?
— Начинал я в лаборатории физики плазмы. Вы знаете, что квантовая механика возникла в начале ХХ века из попытки объяснить оптическое излучение атомов и молекул. Широко стали развиваться спектроскопические методы. Оказалось, что возбужденные атомы и молекулы легче изучать в плазме.
|
В декабре 1918 г. был создан Оптический институт. Именно в Оптическом институте сформировалась группа молодых ученых, тогда лаборантов, имена которых составили потом славу нашей науки — Ф.М.Герасимов, Е.Ф.Гросс, В.К.Прокофьев, А.Н.Теренин. |
|
А после взрыва водородной бомбы в 1953 году начались попытки создания управляемого термоядерного синтеза. Тогда казалось, что успех не за горами — нескончаемый источник энергии вот-вот будет создан. Сегодня, через полвека работы физиков, прогнозы не столь оптимистичные. Хотя все принципиальные вопросы решены, но оказалось, что нужны огромные вложения (может, даже нескольких государств) для создания управляемого термоядерного синтеза. Но главное сделано: был дан толчок для развития науки. В первую очередь — для исследований в области физики низкотемпературной плазмы.
В лаборатории физики плазмы был очень высококвалифицированный коллектив: 5 докторов, 8 кандидатов наук, 6-7 аспирантов. На Западе в лабораториях значительно больше технических работников...
— Представители точных наук сегодня констатируют, что работают на старом оборудовании — нет средств его обновить. У вас то же самое?
— У нас, в группе, где и я работаю, может быть, ситуация получше, хотя я понимаю коллег — научное оборудование не массового производства, поэтому и дорогое. Но нашу группу американские партнеры снабжают всем необходимым. Лет пять мы работаем по контракту с американскими коллегами. Мы изучаем, ищем принципиально новые, экологически чистые источники излучения — взамен ртутных люминесцентных ламп. Проблема с утилизацией старых ламп, в каждой из которых содержится 6-7 мг ртути. Хотя люминесцентные лампы лучше, чем лампы накаливания: в 5 раз экономичнее, срок службы в 10-15 раз выше, спектр свечения сегодня можно выбрать любой — от холодного зеленого до теплого красного, химия люминофоров развита хорошо. Раньше был недостаток — стробоэффект и мерцание, но он преодолен за счет питания ламп током частоты в 30 кГц.
Над новыми источниками излучения работают многие. Катодами, люминофором, питанием занимаются другие. А наша задача — выбрать газовую среду не хуже ртутной. Признаюсь, что в начале пути мы были оптимистичнее: казалось, что за год-то решим задачу. Мы действительно нашли замену, но она удовлетворяет не по всем параметрам. Ищем дальше.
— А другие лаборатории, группы на кафедре не бедствуют?
— Наша кафедра по-прежнему на переднем крае науки, решает актуальные научные проблемы. Группа под руководством профессора В.С.Егорова проводит уникальные исследования в области лазерной физики, которыми в России больше никто не занимается. В лаборатории голографии и оптики лазеров (руководитель В.С.Сухомлинов) изучают сверхзвуковые летательные аппараты (в разреженной атмосфере на поверхности аппарата возникает плазма, которая влияет на режим полета). Лаборатория физики плазмы (руководитель Ю.Б.Голубовский) занимается вопросами самоорганизации плазмы, кинетики плазмы. Профессор Ю.А.Толмачев увлекся самыми острыми вопросами оптики, В.А.Иванов — специалист по элементарным процессам, Б.П.Лавров исследует водородную плазму, — возможна совместная работа с НИИ вычислительной математики и процессов управления: на установке “Токамак” они будут получать горячую плазму и исследовать ее. В лаборатории спектрального анализа (руководитель В.Г.Немец) используют самые современные методы для исследования веществ.
— Насколько популярна кафедра оптики на физическом факультете?
— Всего одна цифра: в этом году мы взяли 14 студентов при норме 6 студентов на кафедру, то есть в 2,5 раза перевыполнили норму! А если учесть, что претендовали учиться на нашей кафедре человек 25-30, то можно представить, какой был конкурс. В аспирантуру поступают каждый год по 5-6 человек. Связи с зарубежными оптическими центрами у нас хорошие. Поэтому многие студенты летом и осенью уезжают работать в Германию, Францию, США. Они знакомятся там с современной физической аппаратурой, с новыми научными коллективами, где много интересных ученых. Часто они там показывают себя с лучшей стороны, получают приглашения и уезжают после аспирантуры. Молодых преподавателей и научных сотрудников мало. Средний возраст на кафедре —50-55 лет. Основная проблема, конечно, финансовая. Многие выпускники говорили мне: если бы здесь платили хотя бы 500-600 долларов, они бы не думая остались здесь (хотя за рубежом им предлагают по несколько тысяч евро). Очень часто наши коллеги, работая за рубежом, не теряют связей с кафедрой, проводят совместные работы. Если они поддерживают рабочую связь, то приходят сюда не на пустое место.
— И все же, фундаментальными научными проблемами больше занимаетесь — или прикладными?
— Сегодня фундаментальные и прикладные проблемы тесно переплетены. Про спектральный анализ и сувениры из стекла я уже рассказывал. Можно привести в пример еще и нейтронную голографию, которая позволяет изучать объекты на атомном уровне. Обычно микроскопические объекты исследуют с помощью излучения. И чем меньше длина волны зондирующего излучения, тем меньший объект можно “увидеть”.
С помощью нейтронной голографии можно исследовать даже структуру атомов. Образно можно сравнить этот метод с компьютерной томографией. Только там изучают живые объекты, а нейтронная голография позволяет исследовать, скажем, структуру вещества после сильного воздействия — например, внутри работающего атомного реактора.
На Западе наука существует в университетах. А у нас пока нет серьезной государственной поддержки науки. Выделение Санкт-Петербургского университета как одного из исследовательских университетов России, за что бьется ректор, стало бы, возможно, выходом из ситуации.
— Как рано ваши студенты начинают заниматься наукой?
— Курса с третьего. Научная работа студентов — обычная ситуация. К дипломной работе они, как правило, приходят, имея три-четыре, а то и больше публикаций. Мария Фроленкова, получившая недавно вторую университетскую премию за научную работу, имеет уже шесть или семь опубликованных работ. При защите кандидатской диссертации обычно имеют по 4-5 работ, а у нас — по 12-15. А Сева Морозов защищался, имея больше 30 работ! Причем только по материалам 12-13 работ была написана диссертация.
К сожалению, уровень образования снижается, хуже учить стали в школе. Если в 1970-х около 30% абитуриентов были очень хорошо подготовлены, сейчас таких всего 10-15%. Но оптика по-прежнему привлекательна для студентов. На кафедре ситуация благополучная, есть конкурс, отбираем лучших. Студенты всегда все знают, имеют возможность поговорить со старшими — и идут к нам!
— Выпускники не забывают о родной кафедре?
— Конечно. И помогают нам. Спонсоры Дня физика и Челендж-капа — выпускники физфака (в том числе — и кафедры оптики). Некоторые из них стали бизнесменами, самый известный из тех, кого я знаю, — Иван Кузнецов, ставший финансистом. Как-то на телепередаче Влад Листьев спросил его: “Как это вы: из физиков в финансисты шагнули?” А Иван ответил, что экономика не сложнее квантовой механики... 
Евгений Голубев
|
