Молодой ученый Томского политехнического университета Кирилл Берёзкин успешно защитил кандидатскую диссертацию по требованиям сразу двух стран — России и Франции. Она посвящена исследованиям спектров — буквально «отпечаткам пальцев» — одной из модификаций этилена. Эти данные помогут ученым обнаруживать эти молекулы как в атмосфере Земли, куда они попадают в результате производственных выбросов, так и на других планетах и космических объектах. Защита работы прошла накануне в Томске, на нее специально приехали ученые из Франции.
Президент Университета Бургундии Франш-Конте Николя Шайе, вице-президент по исследованиям и структурным проектам Мишель де Лабашелери, профессор Клод Леруа и Кирилл Берёзкин (слева направо) Свое исследование молодой ученый ведет на базе двух университетов — Томского политеха и Университета Бургундии Франш-Конте (UBFC). В России Кирилл Берёзкин работает под научным руководством профессора Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов Елены Бехтеревой, а во Франции — профессора Клода Леруа. Прошедшая защита кандидатской диссертации стала первой под совместным руководством ученых из ТПУ и UBFC.
«Наш коллектив работает в области колебательно-вращательной молекулярной спектроскопии.
И сейчас мы ведем большое исследование этилена. Сам по себе он интересен тем, что это простейший непредельный углеводород и наиболее производимое органическое соединение, лежащее в основе органического синтеза. Его производство постоянно растет, а, значит, растут и выбросы в атмосферу.
Также этилен является гормоном у растений, а еще обнаружен в атмосферах планет-гигантов, их спутников и в межзвездном пространстве. Чтобы изучать этилен во всех этих аспектах, нужно уметь его точно детектировать и знать его свойства. В этом незаменимую помощь нам оказывают спектры поглощения», — рассказывает Кирилл Берёзкин.
Спектры молекулы — это совокупность частот, на которых молекула поглощает или испускает излучение. Они являются своеобразными «отпечатками пальцев» молекулы, у каждой они неповторимы. По ним можно судить о самых важных свойствах молекулы и предсказывать, как молекула ведет себя в тех или иных условиях. Кроме того, спектры — это единственный способ исследовать состав космических объектов на расстоянии. Они позволяют ученым делать выводы о том, какие молекулы и соединения находятся, например, на других планетах.
Диссертация Кирилла Берёзкина посвящена исследованию одной из модификаций этилена — дважды дейтерированному асимметричному изотопологу этилена. По словам ученого, изучение различных изотопических модификаций соединений важно для понимания природы исходной молекулы.
«Мы занимаемся инфракрасными спектрами молекул. В перспективе это также важно для исследований космического пространства самыми современными орбитальными инфракрасными телескопами. Получая данные с таких телескопов, астрофизики, используя в том числе и наши данные, будут понимать, какое же соединение они обнаружили»,
— поясняет молодой ученый.
Используя оборудование российского и французского университетов, а также Технического университета Брауншвейга в Германии, политехник получил новую экспериментальную информацию о модификации этилена.
«Удалось получить и кое-что совершенно новое. Например, обнаружили и исследовали в два раза больше линий спектра, чем было известно ранее. Также измерили новые параметры — интенсивности и полуширины линий. Эти параметры интересны, потому что, зная их, мы можем моделировать спектры при любых условиях, которые нельзя воспроизвести в лаборатории», — отмечает Кирилл Берёзкин.
После решения всех формальностей политехнику в России будет присуждена степень кандидата физико-математических наук, во Франции — степень PhD.
«Область моих компетенций — это теоретическая физика. Плюс, в нашем университете работает большой Data-центр для проведения сложнейших расчетов, обработки полученных экспериментальных данных. Научная группа, с которой мы работаем в ТПУ и в которую входит Кирилл Берёзкин, имеет хорошие компетенции и в теоретической, и в экспериментальной физике.
Вот это соединение наших компетенций помогает реализовывать действительно интересные и важные проекты в области молекулярной спектроскопии»,
— говорит профессор Университета Бургундии Франш-Конте Клод Леруа.
По его словам, сейчас вместе с томскими коллегами он работает с еще одним PhD-студентом — будущим кандидатом наук — из ТПУ.
Справка:
Университет Бургундии Франш-Конте (UBFC) и Томский политех в 2017 году подписали протокол о намерениях по международному сотрудничеству. Вузы договорились разрабатывать совместные образовательные программы, вести обмен студентами и специалистами, а также работать над большими научными проектами. А 30 ноября 2018 года вузы подписали рамочное соглашение об организации совместных магистерских программ.
Университет Бургундии Франш-Конте — это ассоциация учреждений высшего образования и научно-исследовательских институтов, официально утвержденная во Франции в 2015 году как «объединение университетов и институтов». В его составе — университеты Бургундии и Франш-Конте, Технологический университет Бельфор-Монбельяр, Национальная школа механики и микротехнологий в Безансоне, Высший национальный институт сельскохозяйственных наук, продовольствия и окружающей среды, а также школа бизнеса Дижона.