Темы дня

Музыка физики. Представляем нового избранного уральского академика РАН Валерия Шпака

Валерий Шпак

Валерий Шпак демонстрирует один из уральских ускорителей. Стены этой лаборатории ошиты листовым железом – экран от мощного электромагнитного излучения. Фото: Алексей Кунилов

Свой Институт электрофизики УрО РАН они проектировали и строили сами. В кабинете у экс-директора этой научной организации, а ныне заведующего лабораторией электронных ускорителей, доктора технических наук и теперь уже академика РАН Валерия Шпака висит чёрно-белая фотография. Видно, что стройка в самом разгаре – торчит арматура, установлена опалубка, растут бетонные стены, а посередине стоит работяга в каске и заляпанном ватнике. «Да, я, – улыбается Валерий Григорьевич. – Но это в Сибири, когда мы строили наш первый Институт сильноточной электроники в Томске. Там все научные сотрудники работали на стройке, знали – для себя… И этот опыт нам очень пригодился на Урале». С рассказа о Валерии Шпаке «Облгазета» начинает серию материалов о новых членах Российской академии наук в её Уральском отделении.

Томский десант. Всё началось с того, что в 1986 году председателем Уральского научного центра РАН был назначен (тогда не выбирали) академик Геннадий Месяц из Томска, где он возглавлял им же созданный Институт сильноточной электроники, которому было немного более 10 лет. Сферой интересов научной школы Месяца всегда были высоковольтная техника, физические явления в ионизированных газах и вакууме, мощная импульсная энергетика. Этой школой было сделано открытие нового вида электронной эмиссии и был создан ряд уникальных научных приборов и импульсной рентгеновской аппаратуры для определения дефектов в трубопроводах в полевых условиях.

Этого научного направления на Урале не было. Академик Месяц организовал тогда не только Уральское отделение Академии наук СССР, но и много новых институтов не только естественного, но и гуманитарного профиля. Так в Свердловске появился и Институт электрофизики. Из Томска приехали 28 молодых учёных и инженеров, в том числе и кандидат наук Валерий Шпак. Место для института отвели там, где сейчас Академический район, здесь тогда стоял сосновый лес, но на его опушке уже работали Институты геофизики и металлургии, было построено несколько жилых домов.

Строил институт знаменитое СМУ-3, и этот период пришёлся на 90-е годы. Тогда это был единственный строящийся объект во всей Академии наук страны и единственный «живой» объект у СМУ-3. В эти годы Шпак был первым заместителем, а потом 11 лет и директором института. От леса оставили небольшую рощу. Рядом стоит украинский плетень, кругом клумбы – институтский архивариус в душе, видимо, ландшафтный дизайнер, – соорудила уголок отдыха. Неподалёку теннисный корт, волейбольная и футбольная площадки. В просторном холле экзотическая фотовыставка – понятно, что горы, но какие-то не наши. Оказалось, что уборщица регулярно ездит в Тибет. Интересный тут народ, однако!

Ускорители. Мощная импульсная энергетика – область науки, в которой наша страна в первых рядах.

- Вы наверное, помните по кинохронике, какими были первые ЭВМ? – спрашивает Валерий Григорьевич. – Стены из шкафов с вращающимися бобинами. И какие сейчас у нас компьютеры с гораздо большей памятью? Уже сейчас можно сделать очень маленький, с перстень, мобильный телефон, но как набирать цифры и буквы – пальцы-то человека меньше не сделаешь, да и какие глаза для такого экрана нужны? Электронные и ионные ускорители – обычно солидные устройства. Поэтому еще в 80-е годы мы поставили задачу уменьшить их размеры, чтобы можно было работать на обычном столе. Не сразу, но получилось! Коллеги за рубежом удивились. С помощью этих ускорителей вместе с ними мы получили хороший инструмент для изучения воздействия коротких мощных электрических импульсов. Наши обычные параметры – ток в тысячи ампер и напряжения в сотни киловольт. Всё это на столе, и подключается к обычной розетке на стене.

электронный ускорить
Когда происходит разряд импульса из такого ускорителя, сотрудники лаборатории прячутся в специальной кабине. Фото: Алексей Кунилов
делители напряжения
Вот эти небольшие коробочки - аттентюаторы, каждая стоит 7,5 тысяч долларов. Фото: Алексей Кунилов

Но возникла другая проблема – учёные перешли в пикосекундный диапазон длительностей, а это уже короче наносекунды, миллиардной доли секунды. Для сравнения: свет проходит за 1 наносекунду всего лишь 30 сантиметров. Поэтому нужна и соответствующая измерительная аппаратура. Далеко не всё ещё разработано, приходится создавать в процессе работы. Справились и с этим…

Не спрашивайте, зачем нужна такая канитель. Это фундаментальная наука, у которой результаты в реальной жизни появляются не сейчас и не сразу. Нобелевский лауреат Жорес Алфёров сделал свои гетероструктуры в 70-х годах прошлого века, а когда благодаря им появились, в частности, сотовые телефоны? То-то же.

Ничто человеческое физикам не чуждо. В этих контейнерах хранятся комплектующие и то что может понадобиться в любой момент. В каждом из них есть люк в подвальчик, где сотрудники хранят картошку. Фото: Алексей Кунилов

Исследовательской деятельности очень помогла коммерция. Малогабаритными ускорителями заинтересовались зарубежные учёные и стали их покупать. Уральские специалисты едут к коллегам на запуск и обучение персонала. К тому же в разных странах разные параметры электрических сетей. Даже всякие розетки, вилки, проводка разные. В 12 странах работают уральские ускорители. Часть деталей делается на заводах по чертежам института, однако наиболее ответственные узлы, сборку и настройку уральские учёные делают сами, у них есть токарные и фрезерные станки, другие приспособления. Кое-какие комплектующие, конечно, приходится брать и за рубежом. Вот такой научный обмен.

– Не боитесь, что украдут идею?

- Заимствование в науке – обычное дело. Иной раз проще купить прибор, разобрать его, понять, как это работает и сделать свой.

– Как в Китае…

- И это правильно, зачем снова изобретать велосипед? Смотрите, как мощно они свою страну двинули вперёд.

Помог случай. Путь в науку бывает порой извилистым и непредсказуемым.

– А когда вы поняли, что станете физиком?

- Я родился в сибирском посёлке в Иркутской области. У нас был удивительный конгломерат – русские, эстонцы, литовцы, поляки. Мне повезло. Мы попали в очередную попытку реформировать школу, и в старших классах четыре дня учились, а два дня (суббота тогда была рабочим днём) трудились на производстве – на гидролизном заводе. Тогда народ пил поменьше, и нас не боялись отпустить на такое предприятие. А мы вообще попали в аристократы – службу контрольно-измерительных приборов и автоматики (КИП и А). Там-то я и почувствовал вкус к настоящей взрослой и ответственной работе.

В то время Томский политех организовал подготовительные курсы для рабочих, которые планируют поступать в вуз. Преподаватели были и из местных учителей, и из вузов. Естественно, и поступать поехали в Томск. И представляете, мне по математике попал билет с задачей, которую я решал на этих курсах! А теперь пойдёмте, я вам кое-что интересное покажу…

И мы прошли в небольшой холл – балкон, который выходил на своеобразный трёхэтажный атриум.

- Когда мы достроили институт, выяснилось, что здесь удивительная акустика. На этом этаже – сцена, слышно хорошо отовсюду. Здесь мы проводим концерты, приглашаем музыкантов. Летом камерный ансамбль В-А-С-Н выступал, всем очень понравилось. На концерты и соседи, и родственники наших сотрудников, и даже жители соседних домов приходят.

Ну, и заключительный аккорд – уже у доски объявлений. Одно из них гласило, что в центре Екатеринбурга такого-то числа состоится лекция сотрудника института, член-корреспондента РАН Игоря Некрасова «Музыка физики». Вход свободный. Оказывается, такие лекции учёных этого института – обычное дело.

Похоже, физики и лирики здесь никогда и не ссорились.

Подготовлено в соответствии с критериями, утверждёнными приказом Департамента информационной политики Свердловской области от 09.01.2018 №1 «Об утверждении критериев отнесения информационных материалов, публикуемых государственными учреждениями Свердловской области, в отношении которых функции и полномочия учредителя осуществляет Департамент информационной политики Свердловской области, к социально значимой информации».

  • Опубликовано в №215 от 22.11.2019 
Областная газета Свердловской области