Наши коллайдеры: как Россия развивает мегапроекты в науке
В прошлом году Россия вошла в топ-10 стран по объему внутренних затрат на исследования и разработки ($46,7 млрд), следует из данных Института статистических исследований и экономики знаний НИУ ВШЭ. Одно из направлений развития науки — создание сверхмощных и дорогостоящих научных комплексов, или мегасайенсов.
Мегасайенсы, как правило, собирают интернациональную команду ученых. С помощью таких комплексов возможны сложные, уникальные исследования в области физики, химии, медицины, материаловедения. Один из самых известных примеров — Большой адронный коллайдер.
В России установки класса «мегасайенс» получили свое развитие благодаря нацпроекту «Наука и университеты». Из бюджета до 2024 года правительство еще в 2019-м закладывало 94 млрд руб. расходов на создание подобных проектов.
Как предполагает министр науки России Михаил Котюков, мегасайенсы могут стать «ядром новой технологической базы» российской экономики, обеспечив конкурентоспособность страны. Такая научно-исследовательская инфраструктура призвана «наращивать интеллектуальный потенциал нации», считает глава ведомства.
Мегасайенсы в России
Программа создания собственных научных комплексов обсуждалась с 2011 года. Тогда занимавший пост министра науки Андрей Фурсенко объяснял, что программа нацелена на развитие национальной исследовательской инфраструктуры. «Участие России в крупных международных проектах носит асимметричный характер. Асимметричность заключается в том, что в основном эти проекты реализуются на территориях государств-партнеров», — пояснял он. Чтобы исправить ситуацию, нужно сделать так, чтобы именно в России и российские, и иностранные ученые могли работать на уникальном оборудовании, говорил Фурсенко. В 2018 году развитие проектов класса «мегасайенс» стало одним из ключевых направлений инициативы по развитию инфраструктуры национального проекта «Наука и университеты».
В результате развитие получили шесть проектов.
Гатчинский реактор ПИК. Ядерный реактор в Гатчине Ленинградской области — один из флагманских проектов Курчатовского института, который возводится с 1976 года. Это один из самых известных научных долгостроев.
ПИК запустили в 2011 году. С помощью установки ученые изучают нейтроны и нейтронные излучения: в реакторе частицы замедляются, выводятся по каналам и транспортируются к экспериментальным установкам. Так исследуются внутренняя структура, состав и магнитные свойства веществ на атомарном уровне. Например, в медицине с помощью реактора ПИК ученые разрабатывают нейтронную терапию онкологических заболеваний.
Токамак Т-15МД. Еще один проект «курчатника» — термоядерная установка. Это модернизация советского проекта, работавшего с 1980-х годов. Задача установки — в будущем получение управляемого термоядерного синтеза, то есть неиссякаемого источника энергии.
Токамак Т-15МД входит в структуру международного термоядерного проекта ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor). Предполагается, что ядерный реактор ITER заработает к 2035 году, а российский Т-15МД станет одной из установок масштабного проекта.
Гамма-обсерватория TAIGA. Проект Иркутского госуниверситета по изучению физики космических лучей и гамма-астрономии. В гамма-обсерватории ученые изучают объекты с высокой энергией вроде сверхновых звезд, блазаров и других астрономических феноменов.
Обсерватория построена в бурятской Тункинской долине, где исследователи размещают телескопы. На территории — все благоприятные условия для наблюдения за космосом, поблизости нет светящихся огнями городов.
Проект поддержало Минобрнауки, выделив сперва в 2017-м 170,7 млн руб. и в прошлом году дополнительно 150 млн руб.
Коллайдер NICA. Ускорительный комплекс создан на базе Объединенного института ядерных исследований в Дубне. Проект призван изучать свойства барионной материи. В прошлом году исследователи приступили к основному этапу сборки детекторов коллайдера NICA и провели тестовый запуск бустера.
Коллайдер может помочь воссоздать в условиях лаборатории особое состояние вещества, в котором пребывала Вселенная первые мгновения после Большого взрыва.
Байкальский глубоководный нейтринный телескоп. Проект был запущен в прошлом году силами ученых и инженеров Института ядерных исследований РАН и Объединенного института ядерных исследований.
Нейтринный телескоп расположен в Южной котловине озера Байкал. Установка похожа на сеть или гирлянду из тросов, на которые нанизаны стеклянные шары-детекторы. С его помощью ученые планируют изучать не только процессы с огромным выделением энергии, которые происходили в далеком прошлом, но и эволюцию галактик, формирование сверхмассивных черных дыр и механизмы ускорения частиц.
Сибирский кольцевой источник фотонов (СКИФ). Источник синхротронного излучения поколения «четыре плюс» создается в наукограде Кольцово Новосибирской области. Это ускоритель, в котором частицы движутся по кольцу в вакууме почти со скоростью света. В это время электромагниты придают им энергию и задают траекторию движения.
СКИФ позволит проводить исследования с яркими и интенсивными пучками рентгеновского излучения в разных областях науки — от химии до материаловедения.
Сроки запуска в минувшем октябре перенесли на год, при этом к 2025-му проект должен выйти на эксплуатацию не только как ускорительный комплекс, но и как научная инфраструктура. Стоимость проекта оценивается в 37 млрд руб.