Могучий магнетизм. Наука готова двигать экономику.

Как известно, форсайт в переводе с английского — взгляд в будущее, а в специализированном лексиконе — “инструмент формирования приоритетов и мобилизации большого количества людей для достижения качественно новых результатов в различных сферах”, в науке в частности. Но чтобы формировать будущее, надо иметь достойное прошлое. И в этом смысле Екатеринбург стал точкой притяжения ученых, работающих в области магнетизма, абсолютно закономерно. Корни традиции исследований в этой сфере на Урале уходят в середину прошлого века и связаны с именами академика Сергея Вонсовского, его коллег, идеи которых продолжают оказывать влияние на современную науку. Магнетизм — конек ИФМ, крупнейшего на Урале академического института, его бренд. Не случайно именно здесь зародился международный симпозиум EASTMAG — преемник советских “магнитных” конференций, собирающий профессионалов со всей Евразии. Он прошел в Екатеринбурге уже дважды (2001, 2010 годы) и вновь состоится здесь в 2019 году.

Участников форсайт-сессии приветствовали директор ИФМ, специалист международного класса в области металлической спинтроники академик Владимир Устинов, ректор УрФУ Виктор Кокшаров, руководитель Уральского территориального управления Федерального агентства научных организаций Игорь Манжуров. Сегодня, когда на смену широкой фронтальной поддержке научных коллективов приходит пора фокусировки ресурсов на самых актуальных научных направлениях, нужно объединять силы всех, кто эти направления осваивает. При этом не секрет, что многие научные академические и вузовские коллективы, работая в одной сфере, нередко действуют разрозненно, конкурируя больше между собой, чем на реальном рынке. И Уральский федеральный университет, УрО РАН и Уральское теруправление ФАНО России делают конкретные шаги, чтобы преодолеть мешающие делу ведомственные амбиции и разобщенность. Полгода назад принято решение о создании в Екатеринбурге сразу трех крупных совместных лабораторий — магнетизма и магнитных наноструктур (ИФМ и УрФУ), физики климата и окружающей среды (УрФУ и Институт математики и механики УрО РАН) и лаборатории “Высокотемпературные устройства для распределенной электрохимической энергетики” (УрФУ и Институт высокотемпературной электрохимии (ИВТЭ) УрО РАН). Пока эти проекты в стадии развертывания и носят пилотный характер, но в случае их успешного продолжения они вполне могут стать модельными для создания центров превосходства, о которых идет речь в недавно утвержденной Стратегии научно-технологического развития России.

В рамках форсайт-сессии был организован пресс-тур по новым лабораториям, точнее, по их “половинам” в университете и академических институтах, которые уже начали работать вместе. Журналистов, что редкость для такой тематики, собралось немало, в том числе столичных, и они получили возможность своими глазами увидеть приборную базу, познакомиться с сотрудниками и узнать, чем именно те занимаются. 

Лабораторию физики климата с университетской стороны возглавляет профессор Вячеслав Захаров, со стороны Института математики и механики — член-корреспондент Владимир Васин, научное руководство осуществляет профессор, директор Института Лапласа Жан Жузель (Франция) авторитетнейший эксперт по потеплению климата. Ученые проверяют достоверность прогнозирования климата, качество подсчета выпадающих осадков, изучают таяние льдов и вечной мерзлоты в Западной Сибири. На выходе должны появиться новые, более точные модели климатического прогнозирования в регионе, что крайне важно для принятия политических и экономических решений. 

Очень содержательно прошел экскурс по лаборатории в Институте высокотемпературной электрохимии, которую возглавляет завкафедрой технологии электрохимических производств УрФУ и научный руководитель ИВТЭ профессор Юрий Зайков. Приглашенный зарубежный сотрудник — авторитетный электрохимик профессор Панайотис Циакарас (Греция). Журналисты познакомились с историей исследований по созданию электрохимических источников тока на твердооксидных топливных элементах, их современным состоянием. ИВТЭ в этой области занимает лидирующие позиции в России, плодотворно сотрудничая с такими компаниями, как “Росатом” и “Газпром”. 

Наконец, в УрФУ от лаборатории магнетизма и магнитных структур прессу встречал заведующий отделом магнетизма и магнитных материалов профессор Владимир Васьковский, в ИФМ — ее общий руководитель академик Устинов и заведующий другого отдела, магнетизма и магнитных наноматериалов, академик Николай Мушников, он же — заместитель председателя Уральского отделения РАН. Гостям показали уникальную приборную базу, в том числе установки для измерения магнитных свойств, высоковакуумную установку магнетронного напыления, спектрометры ядерного магнитного резонанса, провели по “чистым комнатам”, которые являются предметом гордости Института физики металлов — там не только “сочиняют”, но и изготавливают образцы высокотехнологичной продукции. На сегодня это без преувеличения лучший в России центр металлической спинтроники (от английского слова spin — вращение, определяющее внутренний момент импульса электрона). Один из основоположников этого молодого направления, открывшего гигантские перспективы для создания новых искусственных материалов, — лауреат Нобелевской премии по физике из Германии Петер Грюнберг, с которым у уральских физиков давние творческие связи.

Сессия интенсивно работала два дня, первый — полностью на английском, второй — на языке страны-организатора. И вот как прокомментировал эту работу академик Николай Мушников: 

— Польза и главный смысл мероприятия, его отличие от других подобных, прежде всего, в том, что удалось обсудить практически все актуальные тренды в области магнетизма как в стране, так и в мире. Конечно, специалисты часто встречаются на конференциях, симпозиумах, но там, в основном, звучат узкотематические сообщения, до конца понятные только близким коллегам. Об общих проблемах и тенденциях говорится нечасто. Научные доклады и здесь были разные, но большинство полностью соответствовали формату форсайта. Особо стоит отметить доклад Доменика Живорда “Материалы для энергетики”, в котором он отразил все самое насущное в этой области. 

Что касается проблем, то, по общему мнению российских участников, главная из них в том, что магнетизм в последнее время выпадает из общих приоритетов развития страны. Такое положение вещей совершенно не соответствует его значимости для технологического прогресса и экономики. Задача “магнитного сообщества” — донести эту мысль до тех, кто определяет приоритеты. 

Один пример: сегодня в мире производится 70 тысяч тонн редкоземельных постоянных магнитов, в России — несколько десятков тонн. Колоссальная разница! Электродвигатели на постоянных магнитах намного эффективнее традиционных, на современные автомобили ставят только такие двигатели, и их уже начинают использовать для мощных железнодорожных локомотивов. То же касается гибридных двигателей, ветрогенераторов. В России такое производство практически отсутствует, и научные исследования по разработке новых магнитных материалов и устройств на их основе отстают от запросов времени. 

Есть замечательные школы, но развивать их без специальных программ, финансирования невозможно. Даже в Екатеринбурге, городе с большими “магнитными” традициями, постоянными магнитами сегодня занимается очень небольшая группа специалистов. Аналогичные пробелы — по другим направлениям, о которых говорилось на сессии.

Спектр таких направлений чрезвычайно широк. Ведь если жесткие диски компьютеров, магнитные сенсоры, магниторезонансная томография уже стали привычными элементами повседневной жизни, то в ближайшие годы ожидаются прорывные результаты в области разработки энергонезависимой памяти, наномагнитной логики, микроэлектромеханических систем, биомедицинских приложений. Активно развиваются магнонная спинтроника, спиновая калоритроника, новые принципы управления структурой и движением доменных стенок. И по многим из этих трендов у России есть все шансы не только преодолеть отставание, но и опередить другие страны — при разумном распределении средств и творческих сил. 

По словам академика Устинова, Екатеринбургская лаборатория магнетизма и магнитных структур — как бы прообраз такого распределения: об увеличении числа общих публикаций, совместных практических результатах говорить еще рановато, пока идет притирка “вузовской” и “академической” половин, но перспективы уже сейчас открываются серьезные. УрФУ и ИФМ хорошо дополняют приборную базу друг друга, новые возможности привлекают талантливую молодежь, а эти составляющие для потенциального прорыва очень важны.

Одним из итоговых документов сессии стал первый, предварительный вариант “дорожной карты” развития магнитных исследований в стране — с именами ключевых специалистов, географическими “реперными точками”, одна из которых, конечно, на Урале. Как отметил академик Устинов, пространственный контур уже есть, теперь нужно определиться с временными параметрами, а также учесть прозвучавшие рекомендации об усилении образовательной составляющей. 

То есть профессиональный взгляд в будущее отечественного магнетизма брошен — теперь нужно, что называется, навести резкость на вырисовавшуюся картину. Для организации эффективного взаимодействия ученых-магнитологов с промышленностью поставлен вопрос о создании общероссийского научно-технического совета по магнетизму с участием представителей государственных органов, научных и образовательных организаций, а также бизнес-сообщества — во взаимодействии с секцией “Магнетизм” Научного совета РАН по физике конденсированных сред. Выводы и рекомендации участников форсайт-сессии направлены в Министерство образования и науки, Федеральное агентство научных организаций и Российскую академию наук. Если инициативы магнитологов найдут поддержку у руководства этих организаций, конкретные предложения по развитию магнетизма в России будут направлены в Совет при Президенте РФ по науке и образованию.