«Наука из первых рук» №3(33), 2010
анонс номера
УСПЕХИ НАУКИ
На быстрых электронах
Н.А. Винокуров
Лазер на свободных электронах (ЛСЭ) представляет собой устройство, преобразующее в электромагнитное излучение энергию электронов, движущихся почти со скоростью света. Главное его отличие от других лазеров — возможность получения монохроматического излучения в беспрецедентно широком диапазоне длины волны (от 0,1 нм до 1 мм), а также относительно быстрая перестройки с одной длины волны на другую.
Работы по созданию лазеров на свободных электронах начали проводиться в ИЯФ СО РАН в 1977 г., а в 2009 г. уже был введен в строй ЛСЭ 2-й очереди. Генерируемое установкой лазерное излучение доставляется к пользовательским станциям, на которых работают сотрудники академических институтов и студенты Новосибирского государственного университета. Главная область применения уникальной установки — экспериментальные исследования в области материаловедения, химии, кристаллографии, физики твердого тела, молекулярной биологии.
Волшебство катализа
В.Н. Пармон
Институт катализа СО РАН уникален — подобных ему академических организаций в стране нет. Здесь одновременно занимаются фундаментальным изучением каталитических процессов и разрабатывают и доводят непосредственно до промышленного использования новые катализаторы. Сегодня в институте работает около 1300 человек в составе шести десятков подразделений. Не менее масштабна и тематика: от водородной энергетики и производства биотоплива до роли каталитических процессов в зарождении жизни и самой Солнечной системы
Алмазные россыпи для России
Н.П. Похиленко
Основной алмазоносной породой, как известно, являются кимберлиты — древняя глубинная магматическая порода. Но далеко не все кимберлиты несут в себе драгоценные кристаллы: из сотен открытых в 1950-60-х гг. кимберлитовых трубок только 4 % оказались пригодны для промышленного использования.
Решение проблемы подсказали сами алмазы, точнее, их мельчайшие минеральные включения: еще в конце 1960-х гг. будущий академик Н.В. Соболев предложил использовать в качестве алмазных «маркеров» находки в кимберлитах пиропов и хромитов определенного состава.
В результате работы сибирских «искателей сокровищ» был создан, а затем значительно расширен комплекс прогнозно-поисковых методов алмазных месторождений.
Нефтегазовый резерв Западной Сибири
В.А. Конторович, С.В. Ершов
Арктические районы Сибири с точки зрения геологии и геофизики — один из немногих слабоизученных российских регионов. Однако именно здесь, вблизи северных границ страны, сосредоточены значительные запасы нефти и газа.
В течение двух лет ученые из Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН проводили комплексное изучение Енисей-Хатангского регионального прогиба с использованием самых современных подходов.
Тончайший диагност
В.П. Попов
Молекулярные детекторы, способные регистрировать единичные молекулы, — продукт современных высоких технологий, — могут использоваться в самых разных целях, начиная с диагностики бессимптомно текущих заболеваний и заканчивая мониторингом загрязнения окружающей среды.
В Институте полупроводников СО РАН (Новосибирск) предложена оригинальная конструкция молекулярного детектора, где нанопроволока может функционировать как кремниевый транзистор. В результате проводимость сенсора при адсорбции частицы меняется не линейно, а экспоненциально, что обеспечивает очень высокую чувствительность прибора.
Многоспиральные вихри
И.В. Наумов, В.Л. Окулов
Вихревые мультиплеты — уникальные конфигурации нескольких стремительно вращающихся вихрей — могут образовываться как в природе, так и при работе различных технических устройств. Их изучают уже не одно столетие, однако до недавнего времени в экспериментальных условиях удалось исследовать пространственную структуру только самых «простых» вихрей — дуплетов.
Эта задача была решена сибирскими и датскими учеными в серии экспериментов, связанных с распадом одиночного вихря. Создав в прямом смысле «бурю в стакане воды», им удалось получить и детально исследовать устойчивые вихревые мультиплеты.
Симфония катастроф
В.С. Селезнев
7 августа 2009 г. произошла разрушительная авария на Саяно-Шушенской ГЭС.
Сибирским ученым удалось разработать технологию, с помощью которой по сейсмической записи можно анализировать различные режимы работы гидроагрегатов и контролировать их работу. Сделанная с помощью нового метода точная расшифровка записи колебаний, полученной на сейсмостанции, показала, что генерация первого импульса по времени совпала с моментом отрыва первых гаек на крышке гидроагрегата вследствие сильных вибраций турбинного подшипника.
Изучение механизма возникновения мощных вибраций агрегатов с помощью метода, предложенного сибиряками, поможет в будущем избежать повторения подобных катастроф.
А на Чукотке холодает
И.И. Ипполитов
Сегодня как ученых-климатологов, так и широкое гражданское сообщество волнует вопрос: вызвано ли наблюдаемое потепление антропогенным воздействием, или оно обусловлено природной цикличностью климата? Однозначного ответа до сих пор нет, есть только набор аргументов «за» или «против» той или иной причины.
В этой ситуации особое значение приобретает масштабное изучение закономерностей изменения важнейших характеристик климата на больших территориях. Такие исследования для азиатской части России были проведены учеными из томского Института мониторинга климатических и экологических систем СО РАН за период, соответствующий началу современного глобального потепления (1975–2005 гг.).
Под парниковой «крышей»
Б.Д. Белан, М.Ю. Аршинов
Для уточнения прогностических моделей атмосферного переноса, использующихся для предсказаний глобальных изменения климата, необходимы данные по отдельным регионам планеты.
Многолетним самолетным мониторингом парниковых газов в Западной Сибири занимаются исследователи из томского Института оптики атмосферы СО РАН. Оказалось, что концентрации углекислого газа и закиси азота в толще зондируемой атмосферы возросли, также как и в глобальном масштабе, а концентрации метана характеризовались лишь кратковременными колебаниями.
Чистый солнечный кремний
А.С. Аньшаков, Э.К. Урбах
Промышленное производство чистого кремния — основного сырьевого материала для солнечной энергетики — до сих пор является очень энергозатратным, а значит, и очень дорогим.
Сибирские ученые из Института теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН совместно с казахстанскими специалистами разработали новую двухстадийную экологически чистую плазмохимическую технологию получения солнечного кремния. Разделение производства солнечного кремния на две автономные стадии позволяет добиться 2-3-кратной экономии электроэнергии в сравнении с известным карботермическим методом.
ГОРИЗОНТЫ НАУКИ
Путь в глубины твердого тела
В.Е. Панин
Не так давно материаловедение было прерогативой химиков, однако пришло время, когда новые материалы стали конструироваться на базе фундаментальных представлений физики, механики, химии, биологии, математики, информатики — с использованием новейших компьютерных технологий. Неудивительно, что за последние десятилетия стало активно развиваться новое междисциплинарное научное направление — физическая мезомеханика материалов, которое окончательно сформировалось в томском Институте физики прочности и материаловедения СО РАН.
В новой науке деформируемое твердое тело описывается как иерархически организованная дефектная система, внутри которой в полях внешних воздействий развиваются согласованные процессы на нано-, микро- мезо- и макромасштабном уровнях.
ГИПОТЕЗЫ И ФАКТЫ
«Мы выпили Сому, мы стали бессмертными...»
Н.В. Полосьмак
На дне глубокой могилы хунну, затерявшейся в горах Ноин-Ула, археологи из российско-монгольской экспедиции обнаружили то, что давно надеялись найти: слой глины, в котором угадывались очертания остатков ткани. Вышитый ковер, возвращенный к жизни руками реставраторов, поведал длинную и удивительную историю.
Главный сюрприз ученым преподнесла уникальная вышивка, выполненная шерстяными нитками. Сюжетом для нее стал, очевидно, древний зороастрийский обряд, главным действующим лицом которого выступает... гриб. В центре композиции изображен царь и/или жрец, который держит над священным алтарным огнем «Божественный» гриб, внешне схожий с известным психотропным видом Psilocybe cubensis.
Есть основания считать, что в руки ученых попало вещественное доказательство того, что древний обрядовый напиток «сома» изготовлялся из грибов сем. строфариевых, содержащих уникальный стимулятор нервной системы псилоцибин.
ОТКРЫТИЕ СИБИРИ
Путешественник за редкими книгами. К юбилею академика Н.Н. Покровского
Н.Н. Покровский
В 2010 г. исполнилось 80 лет со дня рождения видного историка и археографа, действительного члена РАН Николая Николаевича Покровского. С его именем связано множество ярких открытий в разных областях исторического знания, но прежде всего это «археографическое открытие Сибири». Десятки экспедиций, проведенных под руководством Покровского и его учеников, позволили создать одно из крупнейших в стране собраний древнерусских рукописей и старопечатных книг, открыть богатейший мир письменной культуры урало-сибирских старообрядцев.
Мы предлагаем вниманию рассказ юбиляра об увлекательных «путешествиях за редкими книгами», совершенных им за долгие годы экспедиционных и архивных поисков
История одного шаманского бубна
А.Г. Козинцев
Этнографическая коллекция Музея истории культуры народов Сибири и Дальнего Востока Института археологии и этнографии СО РАН (Новосибирск) пополнилась еще одним экспонатом — бубном алтайского шамана Кондрата Танашева.
ИСТОРИЯ НАУКИ. СУДЬБЫ
Жан Батист Ламарк — создатель первого эволюционного учения
В.Н. Сойфер
Сегодня любой школьник на вопрос о том кто создал эволюционную теорию назовет имя Чарльза Дарвина. Не умаляя заслуг великого английского ученого, отметим, что истоки эволюционной идеи прослеживаются уже в работах выдающихся мыслителей античности. Эстафетную палочку подхватили французские ученые-энциклопедисты XVIII в. и, в первую очередь, Жан Батист Ламарк.
Великому Ламарку и его концепции эволюции живых существ посвящается первый публикуемый в журнале «эволюционный очерк» из будущей книги известного ученого и историка науки В. Н. Сойфера
ЛИЦОМ К ПРИРОДЕ
В третьем царстве, грибном государстве
Т.В. Теплякова
В Китае бытует мнение, что в природе нет гриба, который бы не годился в качестве лечебного средства, а со знаменитым грибом бессмертия рейши не могут сравниться никакие лекарственные травы. Чтобы продлить молодость, китайские императоры постоянно употребляли в пищу гриб шиитаке.
Однако ценными лекарственными свойствами обладают не только восточные «экзоты», но и распространенный в наших лесах близкий родственник рейши трутовик плоский и всем известная чага, которая, как выяснили сибирские ученые, способна ингибировать размножение вируса иммунодефицита человека. Исследованиями грибной «кладовой» Сибири занимаются в Государственном научном центре вирусологии и биотехнологии «Вектор». Совместно со специалистами из Центрального сибирского ботанического сада СО РАН здесь собрана уникальная коллекция сибирских штаммов грибов, перспективных для получения лекарственно-профилактических препаратов.
Саранча — друг или враг?
М.Г. Сергеев
Многие десятилетия ученые из разных стран пытаются разгадать тайны этих известных с библейских времен насекомых. Почему, например, одни виды саранчовых так и остаются редкими, численность же других может увеличиваться в разы? Почему особи некоторых видов на пике своей численности резко меняют внешний облик? До сих пор не на все вопросы есть ответы, но зато удалось выяснить, что поедание этими вредителями посевов оборачивается благом для природных травянистых сообществ, поскольку способствует разрушению и быстрейшему возвращению растительной массы в круговорот вещества и энергии.
