Директор Института ядерной физики СО РАН академик А.Скринский: "Впереди огромный объем экспериментальной работы"

            - Пока что можно говорить о том, что наше финансирование на следующий год не изменится, оставшись на уровне этого года. Исторически сложилось так, что наш институт имеет больше внебюджетного компонента за счет контрактов, участия в коллаборациях и так далее.

            Например, из 2 млрд рублей полного бюджета Института на 2013 год прямое бюджетное финансирование составило около 800 млн рублей. Остальное приходит нам, потому что мы делаем то, что нужно другим научным центрам, в основном, зарубежным, хотя есть и российские заказы. И делаем прикладные вещи, что называется, для народного хозяйства – медицины, безопасности (системы досмотра в аэропортах), различных отраслей промышленности, как для России, так и для зарубежных потребителей.

            Мы стараемся, конечно, чтобы наши прикладные разработки не были какой-то отдельной деятельностью, но естественным образом вытекали из того, что мы делаем в области фундаментальной науки, потому что для нас центральная линия – это физика элементарных частиц и связанные с ней вопросы.

            Фундаментальная физика развивается только тогда, когда ты идешь по незнакомой стране, по не пройденному никем направлению и делаешь, узнаешь то, что другие еще не знают в этот момент. Понятно, что почти всегда параллельно кто-то занимается решением тех же проблем, можно отстать – но это второй вопрос.

            В идеале мы вынуждены изобретать и осваивать новые технологии, чтобы подступиться к совершенно новым явлениям, которые ни в каких практических применениях раньше не употреблялись по той простой причине, что эти явления не были открыты.

            Например, синхротронное излучение, первые искусственные источники которого появились еще в середине прошлого века. С этого времени продолжается улучшение возможностей генерирования синхротронного излучения, повышения его качества, яркости, интенсивности, укорочения длины волны, точнее, ее регулировка. Надеемся, что в ближайшие годы нам удастся построить новый источник синхротронного излучения поколения, как сейчас принято говорить, "3+". Точно так же лазер на электронных пучках высокой энергии. Он дает когерентное излучение, частоту которого можно варьировать, и мы показали, что это возможно. Первая очередь лазера была запущена в 2003 году, вторая - в 2009 году, и мы надеемся, что третья очередь будет запущена в ближайшее время. На сегодняшний день наш лазер на свободных электронах по средней мощности излучения значительно превосходит все другие источники когерентного излучения в мире в диапазоне длин волн 40-80 и 110-240 микрон. Сначала многие говорили, что ерундой занимаемся - впрочем, так бывает почти всегда. Сейчас лазер уже находит применение, хотя и не в технологии, а в других областях науки – биологии, геологии, химии. Например, с его помощью можно разделять легкие изотопы, работать с метаматериалами и так далее.

            - Мы хотим сделать очень большой шаг в повышении светимости (производительности) нашего следующего электрон-позитронного коллайдера на сравнительно низкую энергию – до 5 ГэВ. Производительность этого коллайдера должна быть примерно в тысячу раз больше, чем то, что достигнуто на настоящий момент, больше даже, чем у Большого адронного коллайдера. Хотя энергия коллайдера будет относительно низкой, это позволит, мы надеемся, дать ответы на важные вопросы, которые стоят не только перед физикой элементарных частиц, но и перед космологией. Эти науки, хотя и сильно отличаются по своему инструментарию, но в том, что касается понимания строения материи – они необходимы друг другу. Есть надежда, что российское правительство, вновь включив наш коллайдер в число научных мегапроектов, которые поддержит государство, о чем недавно сообщил министр образования и науки Дмитрий Ливанов, будет последовательным в выполнении этого решения. Дело в том, что полная стоимость установки составляет около 16 млрд рублей. По мировым меркам это не так много, из них около 15% мы сумели вложить за счет контрактных работ, выполняемых для других центров, промышленности России и других стран, но полностью реализовать проект исключительно своими силами, конечно, нельзя.

            - Говоря о Стандартной Модели (современной теории строения и взаимодействий элементарных частиц – ИФ), следует разделить два момента: ее достоверность и полноту. Сначала о достоверности.

            Стандартная Модель обладает исключительно мощной предсказательной силой. До сих пор, несмотря на множество разнообразных экспериментов, ставящих своей целью найти прямое или косвенное указание на существование отклонений от Стандартной Модели, обнаружить эти отклонения на сколь-нибудь значимом уровне достоверности не удалось. В этом смысле новосибирские эксперименты, прежде всего, новый наш коллайдер ВЭПП-2000, являются своеобразным форпостом проверки Стандартной Модели – одной из величайших естественнонаучных теорий XX века.

            Однако что можно утверждать наверняка – в нынешнем виде Стандартная Модель как модель, описывающая все фундаментальные взаимодействия, неполна. В природе существуют явления, например, темная материя, темная энергия, которые не описываются Стандартной Моделью, и чтобы это объяснить, нужно ее (Стандартной Модели) расширение. Впереди – огромный объем экспериментальной работы, прежде всего – в области космологии, астрономии и, конечно, физики высоких энергий.

            - Как продвигается работа ИЯФ по термоядерному направлению?

            - Вложения в разработку реакторов, основанных на незамкнутых системах удержания плазмы, которыми занимается наш институт, по сравнению с вложениями в токамаки (в котором плазма удерживается электрическим полем в тороидальной камере – ИФ) в мире гораздо меньше, поэтому в целом оно продвинулось скромнее – как по параметрам плазмы, по их близости к термоядерным параметрам, так и в части инженерной и технологической проработки такого подхода. В принципе, конечно, термоядерную реакцию можно получить и тем, и другим способом, но основная и наиболее сложная задача – сделать процесс получения этой энергии коммерчески привлекательным, а также технологически и экологически приемлемым.

            С этой точки зрения коммерческий токамак – очень сложная, трудная для практической реализации технология, и если предположить, что коммерческий реактор можно реализовать на основе незамкнутых систем удержания плазмы, то это может быть заметно легче, дешевле и безопаснее, чем токамак.

            Важно отметить, что этой тематикой занимаемся не только мы, в этом же направлении продвигается, например, американская компания Three Alpha Energy, для которой мы делаем партию мощных атомарных нагревных инжекторов мегаваттного диапазона.

            - Действительно, совсем недавно, в ноябре этого года на установке ГДЛ при дополнительном микроволновом (СВЧ) нагреве субтермоядерной плазмы была достигнута рекордная величина электронной температуры, составившая 400 электрон-вольт (4,5 млн градусов).

            Этот прорыв по температуре (предыдущий рекорд составлял около 250 электрон-вольт) стал возможен благодаря сотрудничеству с НГУ и Институтом прикладной физики РАН (Нижний Новгород) в рамках мегапроекта, которым руководит выдающийся германский ученый – профессор Манфред Тумм (Карлсруэ). В настоящее время был задействован только один из разработанных ими источников микроволнового излучения, при подключении второго мы ожидаем дальнейшее продвижение по параметрам плазмы (то есть рост ее температуры и времени удержания плазмы в ловушке - ИФ).

            Полученный результат является важным шагом на пути к термоядерной энергетике – он подтверждает возможность создания нейтронных генераторов и реакторов ядерного синтеза на базе открытых ловушек, простейших с инженерной точки зрения.

            - На ваш взгляд, чисто российский термоядерный проект возможен?

            - Масштаб и, соответственно, ресурсоемкость подобного проекта такова, что даже Америка не берется решить эту задачу, опираясь только на внутренние возможности. Ни по токамакам, ни по незамкнутым системам. Оба направления развиваются как международные.

            Строящийся во Франции ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor - крупнейший международный проект по созданию экспериментального термоядерного реактора в Карадаше (Франция) – ИФ), например, уже действительно мировой проект, в котором участвуют практически все наиболее развитые в научно-техническом отношении страны, в том числе Россия, США, Япония, страны Европы. Но и разработка открытых систем удержания плазмы тоже проводится уже в рамках международных, кооперационных, а не национальных проектов. И дело даже не в том, что, например, у Америки не хватит денег, чтобы самим сделать термоядерный реактор. Просто они, наверное, не хотят брать на себя весь риск пройти "в одиночку" весь путь, не будучи уверенным в конечном результате.

            Кроме того, те разработки, которые, допустим, есть у нас в институте, у США нет. Поэтому мы выполняем для них контрактные работы, они используют наш научно-технический потенциал для того, чтобы продвигаться и как можно быстрее получать результат. У нас же хотя и есть некие заделы на будущее, государственные вложения в незамкнутые системы отсутствуют, и мы беремся за зарубежные заказы, чтобы иметь возможность совершенствовать технологии, находить новые решения.

            - В каких еще международных проектах участвует институт?

            - Продолжается участие в проекте CERN-LHC, то есть Большом адроном коллайдере. Несколько десятков наших исследователей принимает участие в экспериментах с детекторами ATLAS, LHCb. Мы принимаем достаточно заметное участие в модернизации ускорительного комплекса.

            Мы принимаем участие в создании высокосветимостной В-фабрики, электрон-позитронного коллайдера с энергией на уровне 10–11 ГэВ в Японии.

            В Германии мы участвуем в двух крупных проектах – это короткоимпульсный лазер на пучках электронов высокой энергии, очень высокой энергии, десятки ГэВ, который строится под Гамбургом. Предполагается, что это будет самый мощный в мире рентгеновский лазер.

            Еще один крупный проект в Германии – проект FAIR, Facility for Antiprotons and Ions Research, реализуемый Центром по изучению тяжелых ионов имени Гельмгольца в Виксхаузене под Дармштадтом. Это тяжелоионный коллайдер, в его разработке мы участвуем около 15 лет.

            В оба проекта в Германии вложены серьезные российские деньги, много больше, чем ИЯФ напрямую получает от нашего государства. На эти деньги нам и еще небольшому числу российских институтов заказываются оборудование и для лазера, и для FAIR.

            Почему это делается так, а не напрямую – государство вкладывает в нас, чтобы мы, допустим, сделали что-то для этих проектов, это вопрос непонятный.

            ITER устроен не совсем так: в ITER российская сторона поставляет оборудование, вкладывая деньги в наши институты – в Курчатовский, в наш, в некоторые другие.

            - Разговоры об объединении возникли летом, когда активно обсуждалась реформа РАН. Тогда РАН с нашим участием предложила не ведомственную принадлежность институтов менять и объединять разные организации в юридическом смысле, а вернуться к реализации государственной программы по созданию установок Mega Science.

            Их в свое время было отобрано шесть, в том числе и наш электрон-позитронный коллайдер с большой светимостью на сравнительно низкую энергию.

            Нам вариант госпрограммы нравится гораздо больше, прежде всего потому, что у нас идет не только этот проект, у нас идут другие работы. В том числе и по спецтематике. И взять это все и слить во что-то одно чрезвычайно нерационально, административное объединение всех со всеми – это неправильно. Вредные последствия я вижу в том, что руководства, которое бы все знало и все понимало во всех областях, в науке не бывает. Развивать какую-то область совместно могут организации, которые обладают своего рода взаимопониманием. Они могут в этой области взаимодействовать с одними организациями – прикладными, промышленными, а в других областях – совсем с другими.

            - Конечно, таких идей было много, и появлялись они на многих этапах. Но мы делаем на нашем производстве, точнее, конструкторско-производственном комплексе все наше новое оборудование, которое нельзя купить где-то, которое нам нужно и для наших фундаментальных исследований, и для приложений в других областях науки, и для приложений промышленного, медицинского и так далее характера.

            Посмотрите, у нас была убита или почти убита отраслевая наука. Допустим, можно отсоединить нашу конструкторско-производственную часть. И чем она станет лучше жить, чем отраслевые институты, отраслевые КБ с производством, гораздо более масштабным, чем есть у нас?

            Мы подозреваем, и опыт показывает, что мы выжили и продолжаем быть интересными и за рубежом, и внутри страны, и с прикладной точки зрения потому, что у нас есть вся цепочка – фундаментальные исследования, прикладные исследования и разработки, конструкторские возможности и высокотехнологичное производство.

            - До 1990 года 85-90% нашей продукции, а именно промышленных ускорителей, шло в Советский Союз. На этом была построена целая кабельная промышленность, где была необходима термостойкая изоляция. В последующие годы у заводов исчезла возможность вообще покупать что-то новое. Сейчас некоторые предприятия, которые пережили это время, начали развиваться, снова начали покупать наше оборудование. Ежегодно мы производим от 10 до 15 ускорителей (одна такая машина стоит от $500 тыс. до $2 млн). Сейчас у нас 20% потребителей – российские. Немного есть потребителей в Казахстане. Конечно, мы готовы делать не только то, что делали 30 лет назад, мы готовы делать новые вещи. Но для этого должны быть заказы, как был заказ, например, от электротехнической промышленности для производства термостойкого кабеля. Тогда они сразу заказали нам 15 ускорителей – это было примерно в 1970 году. И на этом, фактически, выросло наше производство, на тот момент у нас не было ускорителя, который мы могли бы поставить, были пробы, отдельные наработки… Но ускорителя, работающего на высоких параметрах, с достаточно большой энергией, мощностью десятки и сотни киловатт – такого не было. И притом надо было, чтобы это работало не у нас, а на заводе, у людей, которые, может быть, ничего не понимают в физике, чтобы это работало не день и не месяц.

            Многие наши ускорители проработали по 20 лет, иногда у нас заказывали запчасти, а в основном заводы их эксплуатировали сами. Потом это пошло за рубеж, в основном, в Китай. Вот с Китаем сейчас и возникла некоторая проблема. Первое, что они делают, когда у них появляются наши новые устройства, наши новые машины, и не только наши, наверное, максимально строго их копируют. На то, чтобы освоить ускорители типа ЭЛВ, самого массового, у них ушло около 15 лет. Сейчас в Китае ускорителей работает больше, чем когда-либо работало в СССР и в России – около 50. Пока они покупают ускорители и у собственных производителей, и у нас – примерно один к одному. Через некоторое время они нас вытеснят, конечно, со старыми ускорителями из Китая. Но они пытаются выйти и на индийский рынок. В Корею им выйти сложнее, потому что мы производим ускорители совместно с Samsung. Они используются как в самой Корее, так и поставляются в Китай. Вообще говоря, Китай большой, и те, кто привык к нашим машинам, те вроде держатся за нас. Но это не может длиться вечно, нам нужно развиваться, идти вперед. Нам нужна, конечно, революция в технологиях, частично они у нас намечаются, но пока потребителей российских почти нет. Рассчитывать на то, что зарубежный потребитель профинансирует разработку, не приходится, они могут только купить готовое оборудование.

            Допустим, российские деятели действительно заботятся о том, чтобы развивалась наука, технологии на базе науки, и так далее. Предположим, что это так и есть. Сейчас часто рассуждают так: вот мы (страна) отстаем в такой-то области техники, технологии в силу самых разных причин. Давайте туда вкладывать деньги. Как правило, это пустое дело, то есть получается бездонная бочка, потому что если у тебя нет квалифицированного и привыкшего работать и получать результат коллектива, результата и не будет. Или другое рассуждение – давайте все закупим, всю технологию, привезем сюда и будем производить все, что нужно. Тоже практически не работает, потому что получить передовую технологию практически невозможно. Это все технологии 15-20-летней давности. То, над чем работают за рубежом на переднем крае, к этому нас, конечно, не пустят. Поэтому правильно поддерживать в своей стране те группы, организации, которые уже сегодня выдают результаты интересные и мировому сообществу, за которыми - и положительная история, и положительное состояние, то есть они передовые в мировом масштабе. И вкладывать деньги нужно в такие организации, отдача будет немедленная и гарантированная.

            Пока же прорывные технологии, например, у нас в институте, тот же лазер на электронных пучках, создаются на заработанные нами деньги, а не потому, что государство заказало и профинансировало нам разработку, или поручило сделать, или поддержало наше начинание. Мы, понимая, что это будет когда-то востребовано в России, построили его сами. Аналогичным образом был построен и электрон-позитронный коллайдер ВЭПП-2000 – мы ничего не получали от государства на фундаментальную науку в этом плане. На сегодня те средства, которые выделяются государством на науку, не покрывают в нашем Институте зарплату, коммуналку и т.п. Как ситуация будет развиваться дальше, сказать сложно.