Megascience часто ошибочно связывают только с суперфундаментальными научными задачами вроде изучения зарождения Вселенной. Заместитель директора Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН академик Геннадий Кулипанов объяснил, что вокруг таких установок во всём мире кипит бурная деятельность по разным направлениям науки.

Рис. 1. Геннадий Кулипанов:
«Результат программы megascience,
который хочется получить, – это
работы мирового уровня, реализация
крупных международных программ и
блестящие публикации в ведущих
научных журналах».

— Там, где есть установки megascience, возникает мощная инфраструктура для фундаментальных и прикладных работ по химии, медицине, биологии, материаловедению. Ведь оборудование на сотни миллионов долларов не по карману каждому институту и даже научному центру, поэтому вокруг него всегда концентрируются исследования в самых разных областях наук. Создают такие установки обычно на базе какого-нибудь одного крупного физического института, но к оборудованию получают свободный доступ и университеты, и исследовательские институты, и промышленные компании. Уникальные возможности этого оборудования позволяют создавать вокруг них новые исследовательские центры и лаборатории. Так, практически при всех государственных лабораториях в США, когда-то участвовавших в создании атомного оружия, сегодня работают источники синхротронного изучения, на базе которых созданы специализированные центры материаловедения, фармакологии, центры нанотехнологий.

Каждый источник синхротронного излучения, работая ежегодно примерно 5000–7000 часов, обслуживает от 20 до 60 экспериментальных групп из различных областей науки. На источниках синхротронного излучения в мире ежегодно проводят эксперименты более 50 тысяч человек и защищают дипломные работы 20–30 тысяч студентов.

— При такой востребованности имеет ли megascience шансы в будущем окупить миллиардные затраты государства?

— Не думаю, чтобы кто-то производил расчёты их окупаемости. Очевидно одно – без установок такого уровня у науки нет будущего. Результат программы megascience, который хочется получить, – это работы мирового уровня, реализация крупных международных программ и блестящие публикации в ведущих научных журналах. Создание таких установок стимулирует развитие новых технологий. Сверхпроводящие магниты и ускоряющие системы, СВЧ-электроника и сверхвысокий вакуум, прецизионная измерительная техника – всё это появилось благодаря megascience, а теперь успешно используется во всех сферах человеческой деятельности. Ускорители, изначально созданные для установок megascience, применяют в промышленности для модификации материалов, решения экологических проблем и в медицине. А детекторы, разработанные для ядерной физики и физики высоких энергий – в медицине и системах безопасности.

Два года назад по решению Правительства РФ ведущие вузы приобрели современное научное оборудование. Электронные микроскопы, томографы и ДНК-секвенаторы необходимы в университетах, но это оборудование, за исследования на котором учёные за рубежом получали Нобелевские премии еще 10–20 лет назад. А финансирование создания собственных уникальных крупных установок – это уже развитие переднего края науки, производство нового класса научного оборудования, которое не изготавливает никто в мире. Поэтому мы, безусловно, поддерживаем решение о создании инфраструктуры развития российской науки на базе установок megascience. Это имидж нашей страны в мировом сообществе.

— Где и какие установки megascience и gigascience в мире уже работают? Какие сегодня позиции у России по отношению к конкурентам в этой области?

— Установки megascience стоимостью от ста миллионов до миллиарда долларов созданы и работают в США, Европе, Японии, Китае, Южной Корее, Тайване, Канаде, Индии, Бразилии, Австралии, Чили. Это ускорители заряженных частиц и установки со встречными пучками, нейтронные источники, мощные лазеры, источники синхротронного излучения, лазеры на свободных электронах, астрофизические лаборатории, лаборатории сверхсильных магнитных полей. К сожалению, в развитии megascience российская наука катастрофически проигрывает не только развитым странам, таким как государства ЕС, США и Япония, но и развивающимся – Китаю, Корее, Бразилии. В Европе еще с 90-х годов строят крупные центры, такие как центр синхротронного излучения в Гамбурге или фабрика синхротронного излучения в Гренобле. В Корее сделали мощный источник синхротронного излучения, завершается строительство нейтронного источника на базе линейного ускорителя протонов и выделено 600 миллионов долларов на рентгеновский лазер на свободных электронах. Такие же работы сделаны в Китае. Установки сверхсильных магнитных полей работают в США, Германии, Китае, Японии. В среднем в каждой стране построено в пределах десяти установок megascience. И хотя в Европе создают крупные установки общеевропейского масштаба, каждая страна стремится тоже иметь у себя подобное оборудование национального уровня. Например, Германия построила у себя лучший в мире источник синхротронного излучения Petra-III, значительно превосходящий по параметрам общеевропейскую установку, созданную 20-ю годами раньше.

— Если Россия уже отстала по megascience на 20 лет, разве она ещё имеет возможность влиться в мировое научное сообщество на равных?

— В 70–80-е годы работы по генерации и использованию синхротронного излучения в России соответствовали мировому уровню и во многом его определяли. В Новосибирск приезжали работать группы из Англии, Восточной Германии, Венгрии, Чехословакии и других стран. Сегодня отставание России от мирового сообщества связано с отсутствием новых современных источников синхротронного излучения. Даже источник «Сибирь-2», который был создан Институтом ядерной физики им. Г.И. Будкера для Курчатовского института в девяностые годы – это источник второго поколения. В строительстве установок третьего поколения ИЯФ тем не менее тоже участвует, но создаёт их для Швейцарии, Англии, Испании, Германии, США. Сверхпроводящие вигглеры производства ИЯФ СО РАН стоят на источниках синхротронного излучения в США, Японии, Германии, Англии, Испании, Франции, Бразилии. Но у нас самих новых источников синхротронного излучения нет, это нам не по карману. Сапожник без сапог, понимаете? Создание относительно дешёвого (примерно 200 миллионов долларов) источника синхротронного излучения поколения 3+ в Новосибирске абсолютно необходимо, а реализация проекта источника синхротронного излучения четвёртого поколения, предлагаемого нами для РНЦ «Курчатовский институт», позволила бы российским учёным надолго опередить исследования, проводимые в Японии, США и Европе.

Практически все развитые страны в последние десятилетия построили и продолжают создавать установки megascience. Самые крупные из них стоят миллиарды долларов, их можно называть уже gigascience. Это и Большой адронный коллайдер в ЦЕРНе, и создаваемый во Франции Международный термоядерный реактор ITER. В их финансировании, строительстве и проведении экспериментов участвуют десятки передовых государств, в том числе и наша страна. Россия участвует в создании Европейского лазера на свободных электронах в Гамбурге и в Международном проекте FAIR в Дармштадте. Но чтобы продолжать эти работы, важен баланс между участием в международных проектах и созданием российских установок megascience. Не имея подобного оборудования в своей стране, мы растеряем экспертов и упустим возможность подготовки новых специалистов. Почему, например, ИЯФ им. Г.И. Будкера СО РАН активно работал над созданием Большого адронного коллайдера? Потому что у нас уже полвека создают электрон-позитронные коллайдеры и ставят эксперименты в близкой области, хотя и при меньших энергиях.

— Хватит ли российской науке суммы в 10 миллиардов долларов на 10 лет, чтобы достойно выглядеть на общемировом фоне? Сколько, на Ваш взгляд, подобных установок имеет смысл создавать в нашей стране?

— Когда в 2007 году я отвечал на этот вопрос, обосновывая необходимость создания установок megascience в России, то называл цифру 20 миллиардов рублей в год. С учётом инфляции эта цифра соответствует объёму средств, которых сегодня Правительство РФ планирует потратить на эти цели. Что касается количества установок, нужно понимать, что не так уж много в России научных организаций, способных создать и содержать у себя подобное оборудование. Ведь такие установки создаются на пределе технических возможностей института, где подобные работы успешно велись десятилетиями. А такие организации всем хорошо известны. Это наш Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН в Новосибирске, Курчатовский институт, Институт прикладной физики в Нижнем Новгороде, Объединенный институт ядерных исследований в Дубне, Институт физики высоких энергий в Протвино и Институт ядерной физики в Санкт-Петербурге, входящие сейчас в Курчатовский научный центр, Институт солнечно-земной физики СО РАН в Иркутске и ещё два-три института.

— Участвуете ли Вы в недавно созданной рабочей группе?

— Членом рабочей группы является наш директор – академик А.Н. Скринский. Когда он был в отпуске, я участвовал в одном из заседаний рабочей группы. Из примерно 30 заявок на создание установок megascience после первичного рассмотрения осталось меньше 10. Думаю, что в случае их реализации отечественная наука получит хорошую базу развития.