Технологии в свете

16 мая празднуется Международный день света и световых технологий, учреждённый ЮНЕСКО в ноябре 2017 года. Он приурочен к дню первой генерации лазера, реализованной Теодором Мейманом. К ФИАНу эта дата имеет непосредственное отношение.

В этом институте работали Николай Басов и Александр Прохоров, получившие Нобелевскую премию за фундаментальные работы в области квантовой электроники, которые привели к созданию лазерных и мазерных генераторов и усилителей. А нынешний руководитель ТОП ФИАН Андрей Наумов принимал участие в учреждении Дня света как член Совета по квантовой электронике и оптике Европейского физического общества.

Оптические лазерные световые технологии проходят сквозной нитью через работы ФИАНа с момента его основания. Первый директор института Сергей Вавилов – один из самых известных оптиков мира. Александр Басов активно работал в области квантовой электроники. В троицком ФИАНе планировалось создание сверхмощного химического лазера. У основ полупроводниковой лазерной техники стоял академик Олег Крохин.

Ещё одно направление, связанное с лазерной тематикой, курировал академик Павел Черенков, имя которого носит одна из улиц нашего города. В троицком ФИАНе был построен синхротронный ускоритель, первые работы на котором дали начало современной синхротронной тематике.
В результате экспериментов учёные выяснили, что электроны, разгоняясь, начинают излучать в очень широком диапазоне, в том числе жёсткого рентгена и гамма-излучения.

Разработки учёных находят широкое прикладное применение. «Световые технологии используются в научных исследованиях, – рассказывает Андрей Наумов. –
Их применяют, чтобы обнаружить различные заболевания. Сейчас это возможно в сложном лабораторном комплексе. Ведутся работы, чтобы от сложных экспериментальных установок, которые могут занимать целую комнату, перейти к ультракомпактным приборам. Чтобы в составе смартфонов и умных часов появились устройства для проведения оперативных химических и медицинских анализов. Этой тематике посвящён ряд направлений, развиваемых в ФИАНе, в том числе в Троицке».

Основой одного из этих направлений служит эффект комбинационного рассеяния света. «Впервые его получили в эксперименте, а главное, описали Леонид Мандельштам и Григорий Ландсберг, которые также когда-то работали в ФИАНе, – продолжает Наумов. –
В конце прошлого года в троицком ФИАНе появилась лаборатория, которая развивает эту тематику. Работают в ней и молодые учёные».

Среди них младший научный сотрудник Елизавета Кожина. Она оканчивает обучение в магистратуре МФТИ на базовой кафедре ФИАНа. Девушка стала лауреатом конкурса «Умник
МФТИ – 2021», направленного на финансирование студенческих НИР, обладающих потенциалом создания наукоёмких предприятий. Елизавета занимается разработкой методики синтеза специальных поверхностей для повышения чувствительности сигнала комбинационного рассеяния света. «Само комбинационное рассеяние света называют «отпечатком пальца» молекулы, потому что у каждой молекулы есть уникальный спектр. Одно из наших направлений – нанесение клеток на наноструктурированные поверхности, –
говорит Елизавета. – Затем мы наносим на клетки препарат и по спектрам комбиннационного рассеивания света смотрим, как он проникает в клетку на какие её части оказывает воздействие в первую очередь».

Пока синтез ведётся в Москве, но уже сейчас открывается лаборатория новых фотонных материалов в ТОП ФИАН. Её заведующим станет к.ф.-м.н. Сергей Бедин. В ней будет развиваться синтез поверхностей в более крупных масштабах, что поможет сделать шаг к их массовому
производству.

Наталья МАЙ,

фото Александра КОРНЕЕВА