Что исследуют молодые ученые ФИЦ ИПФ РАН?
С профессией ученого связано много стереотипов. Почему-то сотрудники лабораторий и научных центров представляются нам людьми в возрасте, которые обязательно носят белые халаты и обсуждают непонятные обычному человеку темы. Чтобы развеять эти предубеждения, мы поговорили с аспирантами ИПФ РАН, которые в 2019 году стали стипендиатами Президента и Правительства РФ. Ребята рассказали, почему выбрали именно эту профессию, что исследуют и какие есть планы на будущее.
Илья Абрамов, младший научный сотрудник сектора СВЧ-методов нагрева плазмы ИПФ РАН, аспирант 3 года обучения.
«Меня заинтересовала не профессия ученого. Просто к моменту, когда надо было делать выбор, чем заниматься, я понимал, что научный метод – это то, что способно давать обоснованные ответы на вопрос: как же оно на самом деле? Это была концепция, внутри которой ставились корректные задачи, получались ответы, и занимающиеся этой наукой люди, мои знакомые, прекрасно отдавали себе отчет в том, с какой точностью верно то или иное выработанное суждение, могли объяснить, почему. Каждый из них всегда подчеркивал, что решенных проблем много, а не решенных – еще больше. Меня интересовали ответы, возможности их получения, их достоверность. Проблема была другая: я не был уверен, что могу заниматься наукой. Я и сейчас не уверен. Но в какой-то момент, где-то за полгода до поступления, я подумал, что если не попробую, то и не узнаю.
Сейчас я занимаюсь физикой плазмы. Нерешенных проблем здесь действительно оказалось достаточно. Если быть конкретнее, то сфера моих интересов – формирование неоднородных потоков излучающей неравновесной плазмы многозарядных ионов. Практическое применение получаемые в этой области знания, как правило, находят в источниках излучения и заряженных частиц, которые используются в полупроводниковой промышленности, ускорителях и ряде других приложений.
Отличительная особенность работы исследователей – необходимость самому ставить задачи. Есть цели, которых необходимо достичь, например, получить излучение достаточной мощности, определенного частотного диапазона. Их диктует окружающая действительность. Есть разработанные методы описания различных объектов. А вот конкретную, корректную с научной точки зрения задачу еще нужно сформулировать – это первая и очень трудная часть работы, которую выполняет научная группа. Именно здесь определяется адекватность получаемого результата. Сформулированную задачу нужно решить. Для теоретика на данном этапе это, как правило, уже математическая задача – мы строим модель этой действительности, анализируем поведение системы в целом, возможности и препятствия к достижению поставленных целей.
Не знаю, что необходимо для успешной научной карьеры. Могу сказать то, без чего, на мой взгляд, точно ничего не получится. Это наличие серьезной научной школы. Наука не делается на пустом месте, и, на мой взгляд, было бы очень трудно, если не невозможно, без преемственности поколений, аккумулирования знаний и опыта исследований старших товарищей, живого общения с ними и особой атмосферы научной добросовестности.
Что касается будущих проектов, на мой взгляд, научная работа – это и есть совокупность планов и идей. Ответы рождают новые вопросы, а правильно поставленные вопросы вдохновляют на идеи решения. Как метко сказал ирландский комик Дара О'Бриен: «Наука знает, что она не знает всего. Иначе она бы остановилась».
Александр Советский, старший лаборант-исследователь лаборатории волновых методов исследования структурно-неоднородных сред ИПФ РАН, аспирант 2 года обучения.
«Жизнь сама привела в науку, просто на определённых жизненных этапах выбирал то, что интереснее. В один момент лабораторные работы превратились в эксперименты, которые никто раньше не делал, а для теоретического описания потребовалось создавать новые модели, алгоритмы и формулы.
Сейчас я развиваю компрессионную оптическую когерентную эластографию. На базе нашего института создаются уникальные оптические когерентные томографы (ОКТ), которые позволяют визуализировать внутреннюю структуру биоткани с помощью инфракрасного излучения. Обычные структурные изображения не столь информативны для многих клинических потребностей, поэтому мы создаем дополнительные режимы: визуализации кровеносных и лимфатических сосудов, поляризационное ОКТ, визуализация деформаций и релаксации внутри ткани и, наконец, отображение внутренней жёсткости биоткани – эластографический режим, которым я и занимаюсь с 3 курса бакалавриата. Он оказался более эффективным для таких областей медицины, как онкология, косметология, офтальмология и хирургия.
Во многом моя деятельность связана с программированием, проведением экспериментов с различными биологическими тканями совместно с сотрудниками ПИМУ. В процессе исследований открываются не только фундаментальные особенности биоткани, но и возможности их использования в конкретной клинической практике. Сейчас мы работаем над тем, чтобы довести многие лабораторные эксперименты до финального ежедневного клинического использования в ведущих больницах города. Кроме того, продолжаю реализовывать свой проект в рамках программы «Умник».
Сергей Гарахин, младший научный сотрудник лаборатории коротковолновой прецизионной оптики и перспективного приборостроения ИФМ РАН, аспирант 4 года обучения.
«Интерес к науке проявился еще со школьной скамьи, с того момента, как учитель физики организовал «кружок» после уроков. Было это классе в 8-м. Тогда, помню, в нашу школу по образовательной министерской программе пришли «укомплектованные классы» литературы, географии и физики. Новым было всё – парты, стулья, таблицы, карты… Но наибольшее впечатление на нас, только начинающих изучать физику, произвел новенький реквизит для физических демонстраций и лабораторных работ. Многое просто захватывало дух: будь то гироскоп, маятник «Планеты» или плазменная лампа… До той поры физического реквизита в школе моего небольшого родного городка было не так много – по большей части то, что осталось со времен СССР. Поэтому глаза горели у всех: и у нас, и у учителя – всё нужно было рассортировать по полочкам, понять, что для чего нужно, попробовать. После уроков мы мчались в лаборантскую на кружок «Юный физик» и зачастую «зависали» там до вечера. Наверное, именно в том момент наука и запала в сердце. Мы участвовали в различных олимпиадах и конкурсах по физике, астрономии и прочим техническим предметам. А дальше всё пошло последовательно и более осмысленно – физфак ННГУ, затем аспирантура в ИФМ РАН – в месте, где можно своими руками творить науку, находясь на передовом ее крае!
В настоящий момент я младший научный сотрудник отдела многослойной рентгеновской оптики. Занимаюсь разработкой, синтезом и аттестацией многослойных зеркал, работающих в области мягкого рентгеновского и экстремального ультрафиолетового (ЭУФ) диапазонов. Такие структуры активно используются в космических наблюдениях Солнца, нанолитографии, лабораторном оборудовании. В более узком ключе – занимаюсь так называемыми «апериодическими» или «широкополосными» рентгеновскими зеркалами. Эти структуры состоят из десятков и иногда даже сотен слоев, толщины которых изменяются по «хитрому» закону, что позволяет гибко настраивать спектральную или угловую зависимость коэффициента отражения под конкретные задачи.
Я задействован во всем технологическом процессе: расчёт структуры, синтез методом магнетронного напыления в вакууме, аттестация полученных структур. Такая «полная включенность» позволяет глубже разобраться в проблеме, понять нюансы. Однако стоит заметить, что в современной науке нет места одиночкам – работает весь коллектив, слаженно, на одно общее дело. В освоении всех тонкостей неоценимую помощь мне оказывают научный руководитель и старшие товарищи. Их советы и богатый профессиональный опыт позволяет избежать многих ошибок, найти лучшие решения, оптимизировать процесс.
Одно из направлений, которое мне бы хотелось исследовать – получение аттосекундных пучков электромагнитного излучения. Интерес к этой задаче только растет в связи с развитием мощных лазерных систем тераваттного, а в последнее время – и петаваттного уровня мощности. Управление (транспортировка, фокусировка, коллимация) такими пучками может осуществляться с помощью апериодических многослойных зеркал. Специфика их применения для аттофизики заключается в том, что помимо широкой спектральной полосы пропускания, требуется, как минимум, не исказить форму импульса, а лучше и «сузить» его.
На мой взгляд, для успешной научной карьеры необходимо сочетание нескольких качеств. Во-первых, технические навыки, упорство и способность к концентрации внимания, без которого в любом деле невозможно добиться хороших результатов. Полученные экспериментальные данные зачастую обширны и требуют долгого кропотливого анализа. Во-вторых, оригинальность, независимость мышления, воображение – всё-таки каждая научная статья в какой-то степени литературное произведение. В-третьих, этика: честность перед самим собой – нельзя упускать «неудобные» факты, приносить достоверность в жертву ради красивого результата. И многое-многое другое. На вопрос «Какое из качеств наиболее важно?» ответить совсем не просто. В рамках, обусловленных научной средой и предметом изучения, успех может в той или в иной степени зависеть от технических навыков человека, его дара наблюдения или способности взаимодействовать с коллегами. Однако особенность любого ученого – желание всегда оставаться на острие науки и расширять свой кругозор».