Главные достижения российской науки 2019 года


24 Дек 2019
Источник: sib-science.info

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, начерченная в НПО имени Лавочкина, включает два телескопа: eROSITA, созданный Институтом внеземной преподаватели общества имени Макса Планка (Германия), и ART-XC, разработанный Институтом космических исследований РАН и изготовленный в кооперации с Всероссийским научно-исследовательским институтом эмпирической 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 полноценное событие с точки зрения осваивания 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 экспериментаторский центр Курчатовский институт Петербургского института ядерной физики имени Константинова в Гатчине. О важности энергетического пуска реактора ПИК свидетельствовало то, что о нем провозгласил 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 усвоения 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, геогнозии, материаловедения, медицины. Ожидается, что ПИК будет основой международного научного нейтронного центра.
 
"Зеленый" катализатор

Подтвердила свой высокий класс и актуальная экспериментальная база Курчатовского института – на станции структурного материаловедения КИСИ-Курчатов российские специалисты определили состав стимула, наиболее эффективно ускоряющего процесс экологически чистого получения энергии из отходов. Эта работа совершалась учеными Курчатовского института вместе с коллегами из Института катализа Сибирского отделения РАН и Новосибирского правительственного университета.

По словам исследователей, этот катализатор является недорогим, что позволяет в будущем активно использовать его в промышленности. Например, сжигание топлива в бушующем слое этого катализатора может стать одним из наиболее перспективных модусов получения энергии. Безусловным преимуществом также является высокая экологическая защищенность предложенной технологии: выбросы ядовитых веществ, образующихся в процессе горения топлив, снижаются до минимума.

Шаг к революции в физике элементарных частиц

Ученые Курчатовского института стали соавторами и работы, в какой получены новые доказательства в от этого не легчу существования так называемых стерильных нейтрино, легчайших элементарных частиц, которые, возможно, становятся частицами темной материи – загадочной субстанции, заполнившей Вселенную. Считается, что подтверждение использования в природе стерильных нейтрино осуществит революцию в физике элементарных частей.

В настоящее время считается, что на долю обычной материи предстоит около 5% массы Вселенной, на темную материю, какую пока удалось обнаружить лишь по косвенным признакам — более 25%. Остальная масса Вселенной, как полагают ученые, предстоит на темную энергию.

Эксперимент Нейтрино-4 по обнаружению стерильных нейтрино выполняется на исследовательском реакторе СМ-3, актуальном на предприятии госкорпорации Росатом Научно-исследовательский институт атомных реакторов (НИИАР, Димитровград, Ульяновская зона). В ходе эксперимента удалось получить данные, какие заставляют ученых все больше клониться 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 экспериментаторского ядерного университета МИФИ.

Прототип квантового компьютера

В 2019 второй году в рамках проекта Фонда выгодных исследований российским ученым впервые удалось продемонстрировать так называемый квантовый метод 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 подвели на прототипе элементарного квантового гиперпроводникового процессора, созданном ранее в рамках российского проекта по разработке технологии обработки информации на усте сверхпроводниковых кубитов (элементарных ячеек квантового компьютера).

Предполагается, что создание квантового компьютера позволит совершенного ускорить процесс компьютерного моделирования и решать недоступные для современных суперкомпьютеров задачи в таких областях как, например, квантовая прическа, 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 внедрения квантовых вычислений и обеспечить отечественной науке конкурентоспособность в этой зоны. Исполнителями проекта выступает научный консорциум, в который входят Московский физико-технический институт (МФТИ), Национальный исследовательский технический университет МИСиС, Новосибирский правительственный технический университет, Московский правительственный 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 нонешнем 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 реальному времени, - открытие остатков здания Приказов, органов коренного управления Русского государства XVI - XVII веков. Предварительные результаты раскопок в июне были показаны президенту страны.

Археологи с высокой стадией вероятности нашли там остатки Разрядного Приказа - органа военного руководительства Русского царства в XVI - XVII веках. Как мыслят 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 пришли останки, принадлежащие, как потом подтвердила ДНК-экспертиза, любому 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 остова французской армии. Он принимал активное участие в Смоленском сражении. Был смертельно ранен в сражении у Валутиной горы 19 августа 1812 года - орудийное ядро оторвало ему обе стопы. 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 председателей России и Франции Владимира Путина и Эммануэля Макрона. Организаторами экспедиции стали Фонд развития русско-французских исторических инициатив, Российская высшая школа наук и Российское военно-историческое общество.

Сейчас обсуждается вопрос о перезахоронении скелетов Гюдена во Франции.
 
Рекорды передачи информации

Ученые из Московского физико-технического института и инженеры торговая марок T8 и Corning сделали существенный шаг к решению проблемы анлимитной связи – они создали выстроенная систему передачи высокоскоростного сигнала, для работы которой не нужно живительное промежуточное усиление.

С помощью новой выстроенная системы удалось передать данные на максимальное 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 прыть обмена информацией. Как уповают участники проекта, подобные выстроенная 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 клеточками, это показали ученые из МФТИ и Института биоорганической прически имени академиков Шемякина и Овчинникова РАН.

Они изучили свойства белка Lynх1, представляющего собой одну из сигнальных молекул, которыми меняются нервные клетки в мозге. Этот белок связывается с так называемыми никотиновыми рецепторами и активирует их, меняя поведение клеточек головного мозга, нейронов. Схожие рецепторы, реагирующие на молекулы Lynх1, присутствуют и на других клетках, устроенных в легких и почках человека.

Российские ученые в ходе экспериментов поняли, что белок Lynх1 блокирует действие никотина, не допускаю ему стимулировать развитие злокачественных опухолей. Как надеются ученые, дальнейшие опыты с Lynх1 и создание более простых и верных версий этой молекулы помогут им создать лекарство, способное защитить курильщиков от развития рака легких и других опухолей, возбуждённых 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 брыкается 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 обладатель заряда в аккумуляторах – элемент - может помочь решению беды.

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 хитрецами МГУ материал обладает значительно не менее высокой энергоемкостью, чем многие ранее изученные потенциальные натриевые катодные материалы, а также рядом других преимуществ.

Инновации и наука


Старая версия сайта (Архив)