Названы имена молодых ученых, удостоенных премии президента
Премии в 2,5 миллиона рублей получат трое ученых и один научный коллектив. «Наука и жизнь» представляет работы лауреатов.
Первая из объявленных премий предназначена Ирине Диденкуловой, за разработку физико-математических моделей морских природных катастроф в прибрежной зоне. В 2004 году случилось мощнейшее цунами в Индийском океане, которое унесло жизни более чем 230 тысяч человек. Произошло это из-за сверхдальнего проникновения смертоносной волны на сушу, смывшей все на своем пути. Цунами возникают в результате подводных землетрясений, оползней и извержений вулканов. Если в открытом море эти волны безопасны, то при подходе к суше вся их энергия выплескивается на берег в виде огромной массы воды, принося разрушения. То, какой будет высоты и силы будет волна, во многом определяет профиль прибрежного дна. Аналитические модели, которые разрабатывает Ирина, позволяют рассчитать взаимодействия морских волн и прибрежных областей и правильно оценить риск цунами и возможные разрушения. Один из печальных примеров, когда такие риски были недооценены, это авария на японской АЭС Фукусима, последствия которой не могут ликвидировать уже четвертый год.
Не менее интересная тема, которой занимается Ирина, это изучение так называемых «волн-убийц». Долгое время океанологи не хотели признавать возможность существования одиночных волн высотой больше 20 метров, это следовало из математических расчетов, которые предсказывали появление одной такой волны раз в 10000 лет. Но веками моряки рассказывали о сокрушительных волнах, в несколько раз выше обычных, возникающих ниоткуда и также стремительно пропадающих. Лишь в 1995 году на нефтяной платформе у побережья Норвегии приборами была зафиксирована волна высотой в 26 метров, что заставило ученых поверить в этот феномен. Ирина за пять лет составила уникальный каталог более чем сотни зафиксированных «волн-убийц». Оказалось, что кроме «волн-убийц», которые представляют опасность в открытом море, есть еще и мелководные «девятые валы». Рядом с берегом волна «чувствует» сушу, и в зависимости от геометрии береговой линии и поверхности дна внезапно могут образовываться необычно высокие волны. Ирина разработала математические модели, которые объясняют условия возникновения таких опасных волн.
Следующий лауреат - Александра Калашникова получила премию за вклад в развитие физики сверхбыстрых магнитных явлений и методов сверхбыстрого управления магнитным состоянием вещества. Как сверхбыстрые магнитные явления способны сделать нашу жизнь лучше? В обычном жестком диске запись информации осуществляется за счет изменения вектора намагниченности доменов – отдельных участков на поверхности диска из ферромагнетика. Изменить вектор намагниченности можно сильным магнитным полем, которое создается на считывающей головке. Однако было обнаружено, что существует физический предел скорости традиционно записи информации на жесткий диск – если магнитное поле будет изменяться слишком быстро, то домены просто не будут успевать переориентироваться. Естественно, физики задумались, а как можно обойти этот предел? Чем изменить вектор намагниченности, если магнитное поле, пусть даже очень сильное, для этих целей уже не подходит? Оказалось, что можно использовать лазер, точнее очень короткий лазерный импульс. Называется это оптомагнитная запись. Александра выполнила эксперименты, в которых показала, что с помощью фемтосекундного лазера можно записывать и считывать информацию за рекордно короткое время – всего 30 пикосекунд. Это в сотню раз быстрее, чем с помощью магнитного поля. Такой метод записи данных на жесткий диск не только быстрее, но и требует меньше энергии. Исследования, которые проводит Александра, не только раскрывают физику фундаментальных физических процессов, но и могут выдвинуть нашу страну на лидирующие позиции в области разработки новых способов обработки и хранения информации. Кто знает, может быть, серверы Яндекса будут хранить данные на дисках, созданных по российской технологии.
От математики и физики переходим к наукам о живом. Следующая премия присуждена Никите Кузнецову за достижения в области изучения молекулярно-кинетических механизмов сохранения генетической информации в живых организмах. Если физики изучают, как сохранить данные с помощью лазера, то биологи исследуют то, как информация хранится в живых организмах. В природе вся информация хранится в молекулах ДНК в виде последовательности нуклеиновых кислот. Но не существует информации, которая может храниться вечно, – это касается и ДНК. Ультрафиолетовое излучение, радиация, химические вещества способны нарушать исходную правильную последовательность нуклеотидов. Генетическая информация, записанная с ошибками, приводит к болезням, в том числе и онкологическим. Но природой был придуман инструмент, который поддерживает геном в целостности и сохранности, называется он – механизм репарации ДНК. Открытие постадийного механизма этого процесса стало основным достижением Александра.
Почему так важно изучать, как какие-то там молекулы каким-то образом проверяют целостность цепочек ДНК? Нарушения в системе репарации ДНК тесно связаны с риском развития раковых заболеваний. Открытие механизма, по которому ферменты взаимодействуют друг с другом и с поврежденными сегментами ДНК, помогло создать метод диагностики. Запатентованный автором работы подход поможет выяснить, что в организме идет не так, пока это еще не слишком поздно. Но чем еще опасны раковые клетки? Система репарации, хоть и защищает ДНК организма, начинает также защищать ДНК опухолевых клеток, не отличая их от здоровых. Поэтому противораковые препараты наталкиваются на защитную систему организма. Александр нашел некоторые молекулы – ингибиторы ферментов, которые могут приостановить защитную систему организма и дать лекарству уничтожить раковые клетки.
И последняя премия – ею удостоен коллектив исследователей за создание комплекса средств автоматизации и управления и средств подготовки полетных заданий ракетного комплекса Сухопутных войск «Искандер-М». Это Алексей Шатихин, Виталий Даниленко и Георгий Васильев. Они создали программное обеспечение и «железо», которое позволит ракетам летать лучше и точнее, и тем самым подняли обороноспособность страны. Что конкретно было сделано, не разглашается, как-никак секретность, но работа была высоко оценена, а модернизированные комплексы отправлены в армию. Будем надеяться, что не наступит ситуация, когда на практике можно будет оценить научно-технические достижения коллектива, а проделанная работа останется в рамках древней латинской фразы: «Хочешь мира – готовься к войне».
Фото автора.
11 февраля 2015
