В РИА Новости составили список самых значительных успехов российских ученых
Ученые в России в нынешнем году получили знаковые
результаты в самых разных областях – от астрономии до археологии,
причем многие достижения имеют выходы на практическое применение.
Примечательно, что существенную лепту здесь внесли не только
признанные научные центры, но и ведущие отечественные вузы.
Новая космическая обсерватория
В июле Россия успешно вывела на орбиту новую уникальную
космическую обсерваторию «Спектр-РГ». В конце октября «Спектр-РГ»
достиг рабочей точки в 1,5 миллиона километров от Земли. К
настоящему времен ученые благодаря обсерватории уже открыли более
300 скоплений галактик. Более того, обсерватория передаёт на
Землю в два раза больше научной информации в сутки, чем
ожидалось.
Обсерватория «Спектр-РГ», построенная в НПО имени Лавочкина,
включает два телескопа: eROSITA, созданный Институтом внеземной
физики общества имени Макса Планка (Германия), и ART-XC,
разработанный Институтом космических исследований РАН и
изготовленный в кооперации с Всероссийским
научно-исследовательским институтом экспериментальной физики в
Сарове и Центром космических полетов имени Маршалла в Хантсвилле
(штат Алабама).
Цель «Спектра-РГ» — составить на протяжении четырех лет карту
Вселенной, сфотографировав в высоком разрешении все небо в
рентгеновском диапазоне. Всего будет построено восемь карт, на
каждую уйдет по полгода. Самая точная карта, которая совместит в
себе восемь обзоров, будет завершена и обнародована в районе 2025
года.
…и новый научный реактор
В 2019 году произошло долгожданное событие с точки зрения
овладения российскими учеными «меганаучного» инструментария для
детального изучения свойств материи – началась программа так
называемого энергетического пуска уникального ядерного реактора
ПИК. Эта установка расположена на площадке входящего в
Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт»
Петербургского института ядерной физики имени Константинова в
Гатчине. О важности энергетического пуска реактора ПИК
свидетельствовало то, что о нем объявил президент России Владимир
Путин в послании Федеральному Собранию в феврале.
Реактор ПИК — это современный высокопоточный источник нейтронов,
который по ряду своих параметров является лучшей в мире
установкой для изучения вещества на уровне наномасштабов. Ученые
рассчитывают, что на проектную мощность реактор выйдет в течение
2020 года и он будет самым мощным исследовательским нейтронным
реактором в мире.
Реактор станет универсальным инструментом исследований с помощью
нейтронного излучения в интересах физики, химии, биологии,
геологии, материаловедения, медицины. Ожидается, что ПИК будет
основой международного научного нейтронного центра.
«Зеленый» катализатор
Подтвердила свой высокий класс и действующая экспериментальная
база Курчатовского института – на станции структурного
материаловедения «КИСИ-Курчатов» российские специалисты
определили состав катализатора, наиболее эффективно ускоряющего
процесс экологически чистого получения энергии из отходов. Эта
работа выполнялась учеными Курчатовского института вместе с
коллегами из Института катализа Сибирского отделения РАН и
Новосибирского государственного университета.
По словам исследователей, такой катализатор является недорогим,
что позволяет в будущем активно использовать его в
промышленности. Например, сжигание топлива в кипящем слое этого
катализатора может стать одним из наиболее перспективных способов
получения энергии. Безусловным преимуществом также является
высокая экологическая безопасность предложенной технологии:
выбросы токсичных веществ, образующихся в процессе горения
топлив, снижаются до минимума.
Шаг к революции в физике элементарных частиц
Ученые Курчатовского института стали соавторами и работы, в
которой получены новые доказательства в пользу существования так
называемых стерильных нейтрино, легчайших элементарных частиц,
которые, возможно, являются частицами темной материи – загадочной
субстанции, заполнившей Вселенную. Считается, что подтверждение
наличия в природе стерильных нейтрино произведет революцию в
физике элементарных частиц.
В настоящее время считается, что на долю обычной материи
приходится около 5% массы Вселенной, на темную материю, которую
пока удалось обнаружить лишь по косвенным признакам — более 25%.
Остальная масса Вселенной, как полагают ученые, приходится на
темную энергию.
Эксперимент «Нейтрино-4» по обнаружению стерильных нейтрино
выполняется на исследовательском реакторе СМ-3, действующем на
предприятии госкорпорации «Росатом» «Научно-исследовательский
институт атомных реакторов» (НИИАР, Димитровград, Ульяновская
область). В ходе эксперимента удалось получить данные, которые
заставляют ученых все больше склоняться к тому, что стерильные
нейтрино действительно существуют. В этой работе участвуют
сотрудники Петербургского института ядерной физики имени
Константинова, Курчатовского института из Москвы, а также
сотрудники НИИАР и Димитровградского филиала Национального
исследовательского ядерного университета «МИФИ».
Прототип квантового компьютера
В 2019 году в рамках проекта Фонда перспективных исследований
российским ученым впервые удалось продемонстрировать так
называемый квантовый алгоритм Гровера, который может стать
основой для создания сверхбыстрых баз данных, работающих с
огромными массивами данных и способных в считанные мгновения
находить в них нужную информацию.
Успешный эксперимент ученые провели на прототипе элементарного
квантового сверхпроводникового процессора, созданном ранее в
рамках российского проекта по разработке технологии обработки
информации на основе сверхпроводниковых кубитов (элементарных
ячеек квантового компьютера).
Предполагается, что создание квантового компьютера позволит
существенно ускорить процесс компьютерного моделирования и решать
недоступные для современных суперкомпьютеров задачи в таких
областях как, например, квантовая химия, искусственный интеллект
и материаловедение, что существенно удешевит и ускорит разработку
новых лекарств и материалов.
Как отмечают эксперты, в ходе этого проекта всего за несколько
лет в России удалось создать базовую технологию для развития
квантовых вычислений и обеспечить отечественной науке
конкурентоспособность в этой области. Исполнителями проекта
выступает научный консорциум, в который входят Московский
физико-технический институт (МФТИ), Национальный
исследовательский технологический университет «МИСиС»,
Новосибирский государственный технический университет, Московский
государственный технический университет имени Баумана, Институт
физики твердого тела РАН и лидер консорциума – предприятие
Росатома Всероссийский научно-исследовательский институт
автоматики имени Духова.
Уникальные находки в Кремле
Крупные результаты в нынешнем году записали на свой счет
российские археологи. В мае нынешнего года специалисты Института
археологии РАН начали раскопки в Большом Кремлевском сквере. Цель
работ — изучение культурных напластований в этом месте. Главный
научный результат, полученный к настоящему времени, — открытие
остатков здания Приказов, органов центрального управления
Русского государства XVI — XVII веков. Предварительные результаты
раскопок в июне были показаны президенту страны.
Археологи с высокой степенью вероятности нашли там остатки
Разрядного Приказа — органа военного управления Русского царства
в XVI — XVII веках. Как полагают археологи, в пользу этой версии
говорит и то, что на месте раскопок в большом количестве найдены
такие предметы военного назначения, как арбалетные стрелы,
ружейные кремни и свинцовые пули. Кроме того, ученые, возможно,
вышли на следы большого пожара Москвы, случившегося в 1571 года в
результате татарского нашествия.
Археологи ожидают, что в 2020 году смогут начать новые раскопки
на территории Кремля, чтобы найти артефакты, относящиеся к
временам становления государственности на Руси.
Останки соратника Наполеона
Крупный успех ждал российских археологов в Смоленске. В ходе
раскопок в центре города они нашли останки, принадлежащие, как
потом подтвердила ДНК-экспертиза, одному из ближайших соратников
Наполеона генералу Сезару Шарлю-Этьену Гюдену.
Сезар Шарль-Этьен Гюден (1768—1812) во время кампании 1812 года
стоял во главе 3-й дивизии 1-го корпуса французской армии. Он
принимал активное участие в Смоленском сражении. Был смертельно
ранен в сражении у Валутиной горы 19 августа 1812 года — пушечное
ядро оторвало ему обе ноги. По свидетельствам очевидцев, Гюден
был почти сразу перевезен в Смоленск, где Наполеон лично ухаживал
за ним. Но помочь Гюдену было невозможно, и он скончался. Поиски
останков Гюдена длились не один десяток лет.
Археологическая экспедиция в Смоленске была организована в рамках
проекта, который осуществляется под патронажем франко-российского
форума «Трианонский диалог», основанного по инициативе
президентов России и Франции Владимира Путина и Эммануэля
Макрона. Организаторами экспедиции стали Фонд развития
русско-французских исторических инициатив, Российская академия
наук и Российское военно-историческое общество.
Сейчас обсуждается вопрос о перезахоронении останков Гюдена во
Франции.
Рекорды передачи информации
Ученые из Московского физико-технического института и инженеры
компаний T8 и Corning сделали большой шаг к решению проблемы
безлимитной связи – они создали систему передачи
высокоскоростного сигнала, для работы которой не нужно активное
промежуточное усиление.
С помощью новой системы удалось передать данные на расстояние 520
километров со скоростью в 200 гигабит в секунду и установить ряд
новых рекордов.
В скором времени авторы работы планируют побить свой рекорд и
удвоить, а затем и утроить скорость обмена информацией. Как
надеются участники проекта, подобные системы должны привлечь
внимание властей и провайдеров из изолированных дальневосточных и
сибирских городов.
Новый путь в лечении рака у курильщиков
Некоторые типы злокачественных опухолей в легких можно
уничтожать, используя аналоги белковых молекул, которые
вырабатываются некоторыми нервными клетками, это показали ученые
из МФТИ и Института биоорганической химии имени академиков
Шемякина и Овчинникова РАН.
Они изучили свойства белка Lynх1, представляющего собой одну из
сигнальных молекул, которыми обмениваются нервные клетки в мозге.
Этот белок связывается с так называемыми никотиновыми рецепторами
и активирует их, меняя поведение клеток головного мозга,
нейронов. Схожие рецепторы, реагирующие на молекулы Lynх1,
присутствуют и на других клетках, расположенных в легких и почках
человека.
Российские ученые в ходе экспериментов выяснили, что белок Lynх1
блокирует действие никотина, не позволяя ему стимулировать
развитие злокачественных опухолей. Как надеются ученые,
дальнейшие опыты с Lynх1 и создание более простых и безопасных
версий этой молекулы помогут им создать лекарство, способное
защитить курильщиков от развития рака легких и других опухолей,
вызванных курением.
Перспективный материал для батареек
Сотрудники химического факультета МГУ имени Ломоносова
синтезировали перспективный материал для натрий-ионных батарей –
более дешевой альтернативе литий-ионным аккумуляторам, за
создание которых в нынешнем году дали Нобелевскую премию по
химии.
Дальнейшее развитие технологии литий-ионных аккумуляторов
упирается в серьезную проблему – в возможный «потолок» литиевых
ресурсов при нынешнем уровне технологий добычи самого легкого
металла, а также в высокую стоимость сырья. Частичный переход на
альтернативный носитель заряда в аккумуляторах – натрий — может
помочь решению проблемы.
И хотя натрий-ионные аккумуляторы пока еще не могут найти
применения в портативной электронике, но уже перспективны в
качестве крупногабаритных батарей, начиная с уровня электромобиля
(десятки киловатт-часов энергии) и заканчивая масштабом
электростанций (мега- и гигаватт-часы).
Созданный химиками МГУ материал обладает значительно более
высокой энергоемкостью, чем многие ранее изученные потенциальные
натриевые катодные материалы, а также рядом других преимуществ.
Источник: ria.ru
Источник: scientificrussia.ru
