Томские политехники получили грант РФФИ и Японского общества продвижения науки

| 278

На конкурс, который Российский фонд фундаментальных исследований (РФФИ) проводит совместно с Японским обществом продвижения науки (JSPS), было подано 106 заявок. По результатам экспертизы, проведенной независимо российской и японской сторонами, было поддержано 15 проектов. Среди них — совместный проект научного коллектива ТПУ под руководством ведущего научного сотрудника Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов Александра Потылицына с учеными Национальной ускорительной лаборатории КЕК (Организация по изучению высокоэнергетических ускорителей, г. Цукуба, Япония). Лаборатория КЕК известна на весь мир разработками и конструкциями ускорителей заряженных частиц, а также проведением экспериментов в области физики элементарных частиц.

Целью исследований, которые будут проводиться на микротроне ТПУ и ускорителе LUCX (KEK), станет разработка новых методов генерации монохроматического излучения в терагерцовом (ТГц) диапазоне. Грант рассчитан на два года и финансируется двумя странами.

«Мы будем проводить экспериментальные исследования возможностей генерации терагерцового излучения на компактных электронных ускорителях. В 21 веке в мире началось активное изучение возможностей ТГц-источников как источников проникающего излучения, не имеющих побочных вредных последствий. Это бурно развивающееся направление имеет большие перспективы в различных отраслях — обеспечении безопасности, медицине, биологии и других», — говорит Александр Потылицын.

Терагерцовое излучение похоже на излучение от лазера, но лазер не проходит через среду, например, через кожу, а ТГц-излучение легко проникает через кожу, дерево, пластик, керамику, бумагу и многие другие материалы. В этом его преимущество по сравнению с лазером. С другой стороны, оно не имеет таких побочных вредных последствий, как рентгеновское излучение. Сегодня ТГц-источники уже используются в прикладных целях. Например, в системах безопасности для сканирования багажа и людей, в медицинских целях — при поиске опухолей и следов других патологических процессов. Применение есть, но объемы пока несравнимы с применением общеизвестных источников излучения. Ведь получение эксплуатационных пучков терагерцового излучения довольно трудоемко, а возможности применения только изучаются.

В результате исследований по выигранному гранту ученые должны выявить методы получения интенсивного терагерцового излучения с помощью электронных пучков, а также — как получать монохроматическое излучение с определенной шириной линии.

Монохроматическое излучение позволит специалистам, использующим ТГц-источники, повысить чувствительность и точность измерений.

«В 2013 году нами был предложен и обоснован двухлетний проект по исследованию возможности генерации терагерцового излучения на электронном ускорителе LUCX, который также был поддержан совместным грантом РФФИ-JSPS. Тогда было получено доказательство того, что электронный пучок эффективно генерирует это излучение. Нынешний грант — следующий шаг в этом направлении. В нашей заявке, с помощью уже имеющихся предварительных экспериментальных данных и некоторых теоретических наработок, мы обосновали, что можно получить монохроматическое ТГц-излучения. Может быть, мы не получим достаточно узкой линии, но монохроматичность получим», — отмечает Потылицын.

Интерес японской стороны к подобного рода исследованиям связан с актуальностью тематики. Япония уделяет большое внимание повышению уровня медицинского обслуживания населения. В планах государства  — обеспечение медицинских центров каждой префектуры современным безопасным оборудованием. А именно терагерцевое излучение сегодня считается наименее вредным для человеческого организма.

Справка:

Проект называется «Исследование дифракционного излучения в резонансных условиях для разработки интенсивного монохроматического источника излучения». В научном коллективе — шесть физиков ТПУ, шесть физиков Национальной ускорительной лаборатории КЕК, трое ученых из НИЯУ «МИФИ». В рамках работы над грантом запланирован обмен учеными, эксперименты и два семинара по заявленной теме. Первая поездка политехников для проведения совместного эксперимента на ускорителе LUCX в Японии запланирована на май 2018 года.

Политехники уже давно успешно работают по «излучательной» тематике с учеными Национальной ускорительной лаборатории. История сотрудничества начинается с 2000-х годов, с совместных экспериментов на электронном ускорителе КЕК-ATF. За это время ученые ТПУ получили грант японского общества JSPS и выполнили два контракта с КЕК. В ходе сотрудничества девять ученых Томского политеха прошли стажировку на ускорителях КЕК, уровень которых превышает общемировой. По результатам работ опубликовано более 30 статей в высокорейтинговых журналах. Результаты докладывались на авторитетных международных конференциях. 

ТПУ — участник Проекта 5-100, ключевым результатом которого должно стать появление в России к 2020-му году современных университетов-лидеров с эффективной структурой управления и международной академической репутацией, способных задавать тенденции развития мирового высшего образования.