Конференция SKIF-2026 в Новосибирске собрала ученых из 24 стран.
Первое зафиксированное в истории упоминание синхротронного излучения (СИ) появилось за 900 лет до создания ускорителей. Это описание японскими и китайскими монахами в хрониках 1054 года появления новой яркой «звезды». Наблюдаемое свечение было связано со взрывом сверхновой, приведшим к возникновению туманности, называемой сегодня Крабовидной.
«Рукотворное» синхротронное излучение американские физики впервые наблюдали в 1947 году на синхротроне энергией в 70МэВ в исследовательской лаборатории компании General Electric. Однако теоретически СИ было предсказано раньше - в 1944 году - советскими физиками-теоретиками Д.Д.Иваненко (физфак МГУ) и И.Я.Померанчуком (Теплотехническая лаборатория АН СССР).
Когда СИ стали использовать как мощный исследовательский инструмент, в числе трех первых его источников, работавших в начале 1970-х годов в мире, был ВЭПП-3 в новосибирском Институте ядерной физики СО АН СССР. С тех пор отечественные ученые сохраняют приоритет и в строительстве синхротронов, и в исследованиях, проводимых с использованием СИ. Сибирский кольцевой источник фотонов, который сейчас вводится в эксплуатацию в наукограде Кольцово под Новосибирском, сделает синхротронное излучение доступным исследовательским инструментом для российских и зарубежных биологов, химиков. материаловедов, геологов, археологов.
Неудивительно, что международная конференция «Синхротронные исследования: Наука, Знания, Инновации, Будущее» (SKIF-2026), проходившая в Новосибирске 18-22 октября, собрала свыше 700 специалистов из 24 стран.
На открытии председатель конференции, директор ФИЦ «Институт катализа им. Г.К.Борескова СО РАН» академик Валерий Бухтияров рассказал о целях и задачах мероприятия:
«Использование синхротронного излучения дает возможность получить новые знания в самых разных областях. К сожалению, в последние годы взаимодействие с международным научным сообществом стало менее активным, и участие наших ученых в зарубежных конференциях, особенно если они проводятся в ЕС и США, затруднено. Однако обмен идеями, методиками и направлениями работ чрезвычайно важен для исследователей.
Единственный выход - проводить масштабные конференции в России. И запуск под Новосибирском самого современного источника синхротронного излучения поколения 4+ вызвал огромный интерес в других странах. Поэтому цель нашей международной конференции - обсудить возможные перспективы развития всего, что связано с созданием источников СИ и применением синхротронного излучения. Главное, чтобы наши молодые сотрудники, которые хотят использовать СКИФ, поняли, как это надо делать, увидели характерные красивые примеры и сформировали собственные задачи».
– Уверен, что холод, идущий к нам от зимы, растает на фоне теплой атмосферы нашей конференции и горячих дружеских дискуссий, - добавил директор ЦКП «СКИФ» академик Евгений Левичев.
Член-корреспондент РАН Александр Благов (НИЦ «Курчатовский институт») сравнил федеральную научно-техническую программу развития синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры, в рамках которой создан СКИФ, с атомным проектом.
Благодаря ФНТП строится пять источников СИ по всей территории РФ, среди них две флагманские установки - СКИФ под Новосибирском (с энергией в 3 ГэВ) и «СиЛа» в Протвино (источник синхротронного излучения с энергией 6 ГэВ + рентгеновский лазер на свободных электронах), два источника нейтронов, включая самый мощный в мире исследовательский реактор ПИК, который запускается в этом году в Гатчине. Но главное - появляется принципиально новая единая среда для синхротронно-нейтронных исследований, где у каждой установки есть свое место и своя роль в обеспечении научных и индустриальных задач.
Вдохновители конференции, среди которых Институт катализа и Институт ядерной физики СО РАН, не раз отмечали, что мероприятие не состоялось бы без организационной и финансовой поддержки Российского научного фонда. Заместитель генерального директора РНФ Андрей Блинов подчеркнул, что для Фонда это первый опыт поддержки конференции.
«Здесь присутствуют наши грантодержатели, и очень важно определить траекторию конкурентных на мировом уровне перспективных исследований именно в такой среде. SKIF-2026 - хорошая площадка для того, чтобы установить новые контакты и связи, а следовательно, создать новые проекты на переднем крае науки, который, кстати, определяют не чиновники, а сами исследователи. Конференция будет способствовать рождению новых идей, важных для развития науки, промышленности и государства, и, возможно, их авторы сразу смогут задуматься о подаче заявок на гранты РНФ».
Фото Анны Плис, пресс-служба ЦКП «СКИФ»
Председатель научного комитета ЦКП «СКИФ» вице-президент РАН академик Степан Калмыков выделил основные направления, вокруг которых может строиться международное сотрудничество по использованию установок мегасайенс: биобезопасность - от распространения новых вирусов до борьбы с антибиотикорезистентностью; изменение климата и охрана окружающей среды; энергетика и развитие различных источников энергии в зависимости от региона; продовольственная безопасность; добыча полезных ископаемых, включая ремайнинг; переработка радиоактивных отходов.
«Когда именно в России создаются уникальные установки: исследовательские реакторы, синхротроны, которые будут привлекать тысячи ученых, - берет гордость за страну. В создании СКИФа санкции только помогли все было построено в кратчайшие сроки российскими учеными по российским технологиям и из российских материалов», - заключил вице-президент РАН. Например, среди уникального оборудования - самая большая в мире взрывная камера весом в 25 тонн для станции 1-3 «Быстропротекающие процессы», которую сотрудники ЦКП «СКИФ» ласково называют «миньоном». Кстати, исследованиями быстропротекающих процессов с использованием СИ впервые в мире занялись именно новосибирские ученые.
На пути к Нобелевской
Уместно вспомнить, что за последние 30 лет 15 Нобелевских премий получено за исследования с использованием синхротронных методов. И очень может быть, что участники конференции смогли послушать доклады будущих лауреатов, сегодня еще очень молодых ученых. Так, среди красивых примеров исследований - определение трехмерной структуры комплекса молекулы ДНК и двух белков репарации в момент «ремонта» поврежденной последовательности нуклеотидов ДНК.
«И это впервые в мире сделали сотрудники Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН на синхротроне Sirius в Бразилии вместе с коллегами из МФТИ», - рассказал младший научный сотрудник ИХБФМ СО РАН Никита Булгаков. Точное понимание механизма восстановления генома необходимо для разработки новых подходов борьбы с онкологическими заболеваниями. Докладчик подчеркнул, что получение ДНК-белковых кристаллов - долгий и трудоемкий процесс, а их транспортировка для исследования в другую страну - очень серьезная угроза для образца. Возможность проведения экспериментов на СКИФ существенно ускорит, упростит и удешевит эту работу.
Международная группа ученых разработала соединение, блокирующее способность бактерии - возбудителя туберкулеза - обманывать иммунную систему человека. В перспективе использование подобного действующего вещества в составе комплексной терапии может повысить эффективность лечения туберкулеза. На этапе доклинических испытаний показаны относительная безопасность и эффективность нового соединения.
Об этом рассказал главный научный сотрудник Института биоорганической химии НАН Беларуси доктор химических наук Андрей Гилеп. И социальный эффект такого исследования огромен: по данным Всемирной организации здравоохранения, ежегодно в мире туберкулезом заболевают более 10 миллионов человек, а более 1 миллиона умирают от этой болезни. Туберкулез входит в десятку ведущих причин смерти на глобальном уровне.
Специалисты Московского государственного университета и НИЦ «Курчатовский институт» с помощью методов синхротронного излучения изучили поведение высокорадиотоксичных радионуклидов, в частности плутония и нептуния. Полученные данные помогут улучшить способы безопасного захоронения радиоактивных отходов. Об этом сообщила младший научный сотрудник лаборатории дозиметрии и радиоактивности окружающей среды химического факультета МГУ Анастасия Кузенкова.
И здесь значимость проблемы невозможно переоценить: утилизация радиоактивных отходов - критически важное экологическое направление. Мировой объем радиоактивных отходов всех классов опасности составляет около 32 миллиона кубометров, из которых около 26,6 миллиона утилизированы, а 5,6 миллиона ожидают своей очереди. Плутоний и нептуний, кстати, относятся к первому классу опасности.
Помогает синхротронное излучение и в промышленности: научный сотрудник НГТУ НЭТИ и ЦКП «СКИФ» Кемал Эмурлаев рассказал о разработанной специально для «СКИФа» методике, позволяющей исследовать изменения кристаллической структуры материалов непосредственно в процессе трения. Изучение механизмов зарождения и эволюции структурных дефектов позволит лучше понять процессы изнашивания и в перспективе создать новые, более долговечные материалы для транспортного и горнодобывающего машиностроения, а также металлургической промышленности.
В логике консорциума
Несмотря на свои преимущества, такой исследовательский инструмент, как синхротронные методы, все еще нуждается в популяризации. Поэтому вокруг ЦКП «СКИФ» создано несколько индустриальных, научных и образовательных консорциумов, деятельность которых была проанализирована на круглом столе конференции SKIF-2026.
Так, благодаря консорциуму «Синхротронное излучение для нефтегазовых технологий» уже изготовлено уникальное оборудование для станции СКИФ 1-5 «Диагностика в высокоэнергетическом рентгеновском диапазоне - рентгенопрозрачный кернодержатель для изучения физических свойств образцов горных пород. В экспериментах такое оборудование поможет воссоздать условия, в которых образец находится в пласте, и в конечном итоге будет способствовать разработке новых технологий добычи трудноизвлекаемой нефти.
В рамках консорциума «СИ для прогноза месторождений полезных ископаемых и разработки новых поисковых технологий» ведутся работы по обеспечению добычи элементов, необходимых практически для всех отраслей экономики. Синхротронные методы помогут решить технологические проблемы добычи редкоземельных элементов, благородных металлов, алмазов. Так, с их помощью можно сделать явным «невидимое золото», которое остается в «хвостах» отработанной породы после обогащения руды.
В консорциум SYN-GEOARCH объединились экологи, археологи, палеоантропологи, искусствоведы и представители наук о Земле. Например, именно СИ дает возможность неразрушающими методами исследовать найденные археологами артефакты, читать, не разворачивая, обугленные или слипшиеся папирусы (так были прочитаны свитки из Геркуланума), видеть на художественных полотнах под слоем красок другие шедевры живописи.
Но развитие СКИФа и других установок мегасайенс станет невозможно без подготовки широкого сообщества будущих пользователей. Этому посвятил свою деятельность межвузовский консорциум по взаимодействию с ЦКП «СКИФ». За два с небольшим года существования консорциум, включающий 35 организаций - ведущие университеты страны, школы, колледжи, успел подготовить программу повышения квалификации по теме мегасайенс для учителей естественно-научных дисциплин, провести межрегиональный конкурс исследовательских работ и инженерных проектов школьников «СКИФ: орбита открытий», открыть сетевую магистерскую программу по мегасайенс силами Новосибирского государственного технического и Санкт-петербургского государственного университетов, приступить к написанию учебно-методического пособия для старшеклассников и их педагогов «Синхротронное излучение: от школьной физики к современной науке» и начать разработку цикла VR-лабораторных для студентов.
Равняясь на победителей
Познакомиться с зарубежным опытом участникам конференции помог Российский научный фонд, в планы которого входит с помощью ведущих ученых двинуть вперед развитие целых отраслей. Реальность этих планов подтвердили лекции победителей конкурса «мегагрантов» Фонда на «Школе РНФ», прошедшей в рамках конференции. Профессор Университета штата Флорида (США) Игорь Алабугин прочитал лекцию «Упаковка и распаковка молекулярной энергии: горячие точки, острова стабильности, стереоэлектронная фрустрация и ап-конверсия электронов». Он стал руководителем глобального проекта по формированию новых подходов к созданию эффективных онкопрепаратов и антимикробных средств.
О фундаментальных принципах поглощения микроволн и современных принципах разработки перспективных материалов рассказал декан инженерного факультета Университета Чандигарха (Индия) Сингх Чаранджит. Его проект поможет преобразовать отрасль высокочастотной электроники с использованием ферритных и магнитодиэлектрических материалов.
Тему применения нанотехнологий в пищевой промышленности поднял в своей лекции Джафари Сейедмахди Сейедаббас из Горганского университета сельскохозяйственных наук и природных ресурсов (Иран). В рамках «мегагранта» РНФ он будет разрабатывать методы обогащения растительного молока для создания линейки функциональных продуктов активного долголетия.
С лекцией «Технология солитонных микрогребенок: перспективные материалы для изготовления микрорезонаторов и теоретический поиск новых когерентных состояний» выступил профессор Сколтеха Андрей Гелаш, разрабатывающий в рамках проекта РНФ платформу для новой солитонной физики, а проще говоря - технологические решения по проектированию и изготовлению интегральных кремниевых чипов, прототипов нелинейных фотонных устройств, которые найдут применение, например, в средствах телекоммуникации.
Многочисленные доклады участников конференции были распределены по 9 секциям - от «Структурной биологии и фармацевтики» до «Разработки компонентов экспериментальных станций». Кроме того, в рамках конференции были презентованы программы поддержки РНФ и состоялись круглый стол, посвященный экспертизе проектов Фонда, и семинар по научной коммуникации, круглый стол, посвященный пользовательской политике ЦКП «СКИФ», заседание Межвузовского консорциума по взаимодействию с ЦКП «СКИФ».
По завершении SKIF-2026 исследователи не спешили расставаться, обменивались в кулуарах опытом, идеями и контактами. Главным итогом конференции стала, пожалуй, констатация международным сообществом того факта, что СКИФ - достойный объект для формирования крупных коллабораций ученых из разных стран, как, собственно говоря, и принято на установках мегасайенс.
Ольга Колесова
Обложка: фото Анны Плис, пресс-служба ЦКП «СКИФ»
