Tag: наука

Текст: Андрей Нелидов
Фото: Интернет

В начале марта в присутствии первого бургомистра Олафа Шольца у нас открыли суперсовременный инновационный комплекс ZAL TechCenter. И логично, что он разместился неподалеку от завода концерна Airbus.
Почему именно там? Да потому, что полное наименование новостройки – Центр прикладных исследований в области авиации (Zentrum für angewandte Luftfahrtforschung, отсюда и аббревиатура ZAL). И где же ему еще быть, как не в Финкенвердере, ведь там уже оформился целый комплекс по реализации высоких авиационных технологий.

Чтобы третий стал первым
ZAL будет точкой сопряжения интересов науки, экономики и, конечно же, Гамбурга. Сейчас наш город – третий в мире по величине центр гражданской авиации и самолетостроения, а новый комплекс призван вывести мегаполис на Эльбе на лидирующие позиции в сфере авиационных технологий. Ради столь глобальных целей средств не пожалели: стоимость объекта полезной площадью 28 500 кв. м составляет 82,4 млн евро. Он спроектирован специалистами фирмы PSP Architekten Ingenieure, которые уже отметились в Финкенвердере современным лакокрасочным корпусом завода Airbus. Строила инновационный центр штуттгартская компания Ed. Züblin AG. Работы продолжались ровно двадцать четыре месяца – с декабря 2013 по декабрь 2015 года.
Объект состоит из трех примыкающих друг к другу зданий, в плане образующих букву «П». На ее короткой «перекладине» расположен главный вход, увенчанный характерной надстройкой в виде огромного компьютерного монитора. В двух длинных параллельных строениях-«ножках» находятся лаборатории и экспериментальные цеха, в том числе единственное в Европе помещение для акустических исследований. Здесь созданы условия для успешной работы 600 сотрудников, что по нынешним временам, согласитесь, не так уж мало.

Авиация – крылья экономики
Для нашего города гражданская авиация и авиастроение являются одним из важнейших направлений экономики. Крупнейшими работодателями остаются здесь Airbus (12 500 сотрудников) и Lufthansa Technik (7 500). Вместе с аэропортом и более чем тремя сотнями фирм, занятых производством оборудования и деталей, а также обслуживанием авиационной техники, отрасль обеспечивает работой около 40 000 квалифицированных кадров. Сюда можно добавить работающих по авиационной тематике сотрудников вузов, учебных центров и научно-исследовательских институтов.
Аэрокосмическая промышленность дает мощный толчок развитию экономики всей Германии. По данным Гамбургского института мировой экономики HWWI, в 2008-2013 годах в отрасли создано примерно 12 000 рабочих мест, что на 15,4% больше, чем за предыдущую пятилетку. Торговый оборот вырос на 32% – до 27,7 млрд евро, что для времен глобального финансового кризиса можно считать чрезвычайно позитивным результатом (для сравнения: в перерабатывающей промышленности за тот же период отмечен рост числа занятых всего на 0,4%, а торгового оборота – на 4,1%). Будущее тоже выглядит неплохо: до 2030 года объем грузовых перевозок на воздушном транспорте должен практически удвоиться, а пассажирских – увеличиться на 65%.
Один из секретов успешного развития отрасли состоит в том, что Федеральное министерство экономики уже 20 лет поддерживает ее специальной программой. Мало в каких других отраслях будущий успех зависит от инноваций в такой степени, как в гражданской авиации и аэрокосмической промышленности. На исследования и развитие здесь выделяют в среднем 28 300 евро на каждого занятого в год – почти вдвое больше, чем в той же перерабатывающей отрасли. Лучше способствуют разве что производству лекарств. Так что появление гамбургского инновационного центра полностью соответствует общей тенденции поддержки отрасли.

Кто в теремочке живет?
Свою заинтересованность в сотрудничестве с ZAL TechCenter давно обозначили производители авиационной техники и поставщики комплектующих деталей (Airbus, Diehl Aerospace), специалисты по техническому обслуживанию и ремонту (Lufthansa Technik), вузы (TU Hamburg-Harburg) и научно-исследовательские структуры (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrtforschung). Они надеются, что благодаря сотрудничеству с инновационным центром новые концепции и виды продукции смогут быстрее находить себе практическое применение.
Деятельность ZAL не обязательно будет означать конкуренцию с исследовательскими отделами авиастроительных компаний. Например, в новом центре разместится около 300 сотрудников Airbus, которые будут активно разрабатывать и применять современные технологии. Направлений их развития сейчас довольно много, но инновационный центр делает ставку на самые перспективные. В их числе и быстро набирающая популярность трехмерная печать – метод послойного создания физического объекта по цифровой 3D-модели.
В здании ZAL разместится около 30 больших и малых исследовательских фирм. Их соседство поможет избежать лишней траты ресурсов на работу над похожими проектами и обеспечит ускоренное внедрение разработок в практику. Правда, первые конкретные результаты деятельности инновационного центра мы сможем оценить лишь через пару-тройку лет.

Silicon Valley или «Сколково»?
Вице-президент Airbus Йенс Гральфс, отвечающий за исследования и технологии, многого ожидает от ZAL в разработке концепции так называемого «гибкого» салона-трансформера. Это означает, что перед каждым полетом количество рядов кресел в салоне может быть оперативно изменено в зависимости от конкретных задач рейса. Причем вместе с рядами и креслами должны «двигаться» светильники и прочие индивидуальные средства обслуживания пассажиров. Эту концепцию необходимо внедрить в производство самое позднее в 2019 году.
Гамбургский сенатор по экономике Франк Хорьх, выступивший на церемонии открытия ZAL с приветственным словом, надеется на скорое применение в авиации новых топливных элементов. Старший вице-президент Lufthansa Technik Харальд Глой ждет от разработчиков высококачественных бортовых мультимедийных систем для работы и отдыха пассажиров. Уже через несколько лет во время полета можно будет обеспечить стабильный Интернет со спутниковой поддержкой и широкий выбор видео-программ и фильмов непосредственно из Сети.
Большие надежды на успешное будущее ZAL высказывали многие высокие гости. Не обошлось без проявлений излишнего пафоса, не характерного для обычно сдержанных немцев: управляющий менеджер нового центра Роланд Герхардс поспешил окрестить возглавляемый им коллектив «Кремниевой долиной» европейской авиации. Подобные сравнения мы уже слышали по поводу некоторых других громких проектов. Остается уповать, что гамбургскому технологическому комплексу действительно уготована судьба знаменитого калифорнийского инновационного кластера, а не хиреющей российской пародии на него по имени «Сколково».

Недавно в газете Hamburger Abendblatt появилась большая статья о группе ученых нашего университета, занимающихся исследованием перспективного материала графен. Русскоязычным читателям было интересно узнать, что этим научным коллективом руководит 57-летний физик-теоретик, профессор Александр Лихтенштейн. Сегодня мы у него в гостях.

 

– Насколько я понимаю, ваша работа – это часть большого международного проекта?

– Совершенно верно. Так случилось, что две важных темы – «Компьютерная симуляция мозга» и «Графен» – победили в январе 2013 года в конкурсе общеевропейских проектов «Технологии будущего», получив самое большое в истории европейской науки финансирование на 10 лет в размере миллиарда евро каждый. В проекте «Графен» участвует более 100 различных научных коллективов, так что в действительности мы – лишь часть этого большого процесса.

– Что это за материал такой – графен? И почему вокруг него столько шума?

– Графен создали мои коллеги по университету Неймегена (Нидерланды), бывшие российские ученые Андрей Гейм и Константин Новоселов. Правда, к тому моменту они работали уже в университете Манчестера. Суть их открытия состоит в следующем: если сделать из обычного графита, из которого производятся стержни карандашей, слой толщиной в один атом, то у этого вещества, названного графеном, обнаруживаются выдающиеся свойства. Оно в сто раз прочнее стали, проводит электроны в двести раз быстрее, чем кремний, из которого сделаны транзисторы чипов в компьютерах. За это открытие Гейм и Новоселов получили в 2010 году Нобелевскую премию по физике.

Сейчас наша группа просчитывает на компьютере, как этот новый материал будет в различных условиях пропускать электрический ток, чтобы в дальнейшем использовать графен  в новых компьютерных чипах. Например, есть идея получать новые транзисторы, перемежая слои графена слоями других материалов, например, бор-нитридом. Физики в шутку называют такие транзисторы «биг-маками». Чем лучше мы будем понимать, какие процессы происходят в таких комбинированных материалах, тем легче будет найти оптимум.

– Как вообще вышло, что вы, лауреат российской премии молодых ученых и российской Государственной премии, стали ведущим профессором теоретической физики в Гамбургском университете?

– Все сложилось постепенно. Я был начинающим исследователем в Уральской академии наук в Свердловске (нынешнем Екатеринбурге), там же защитил диссертацию. Тогда, в конце 70-х годов, зарождалась эра компьютеров, и мы, молодые физики, увлеклись новым направлением в науке – расчетом электронных свойств материалов с помощью компьютерных программ. Компьютеры тогда занимали целую комнату, а чтобы дать задание компьютерщикам, надо было сначала набить перфокарты из плотного картона.

Мы шли по стопам основоположников этого направления – европейских и американских ученых. Завязались контакты. Профессор Оле Андерсен, директор института Макса Планка в Штутгарте, с которым мы познакомились на конференции в Киеве, пригласил меня поработать у него в группе. Это был 1987 год, перестройка только начиналась, и особой надежды, что меня отпустят поработать на Запад, не было. Но – случилось чудо, и через два года я приехал в Штутгарт: сначала по стипендии Гумбольдта, потом по контракту. Было невероятно интересно познакомиться с людьми, на чьи статьи я ссылался в своей диссертации и в научных статьях, и работать вместе.  Это был интернациональный коллектив  –  мы все говорили по-английски, дружили семьями.

Потом была работа в исследовательском центре в Юлихе (Forshungszentrum Jülich). В это время моими работами заинтересовалась фирма Шотт, выпускающая кухонные керамические плиты. Я и мои коллеги делали расчеты свойств керамического стекла для этих плит.

– Довелось поработать и в Голландии?

– Да, в 1999 году меня пригласили в университет города Неймегена: там требовался профессор как раз по тому направлению, которым занимался я. Работал там до 2004 года.

– Выучили голландский язык?

Честно говоря, выучил я его плохо, преподавал на английском. В Голландии это нормально – все студенты хорошо говорят по-английски, это у них как второй язык. Конечно, голландский тоже требовался – для общения с профессорами на  официальных встречах. До сих пор, когда слышу голландский язык, испытываю приятные чувства – он такой живой, неформальный. Кстати, к профессорам голландские студенты обращаются на «ты».

– Как же Вы в конце концов попали в Гамбург?

– Нам было в Голландии совсем неплохо: купили дом и вообще-то не думали оттуда уезжать. А в это время в университете Гамбурга искали профессора по теоретической физике, который занимался бы не только теорией, но и успешно сотрудничал с экспериментаторами. Долго не могли найти такого, который их полностью устраивал. Меня пригласили сначала выступить у них с докладом. Потом последовало приглашение на работу. Мы подумали – и решили вернуться в Германию: Гамбург – красивый город, большой университет, много студентов, научный центр DESY, больше возможностей.

– Но преподавать-то Вам нужно было по-немецки?

– Да, и это, конечно, нелегко. У меня никогда не было достаточно времени всерьез заняться немецким. Я его изучаю самостоятельно, перед сном. Студенты, особенно начинающие, хотят слушать лекции только по-немецки, а более старшим я иногда читаю спецкурсы по-английски. Бывают курьезы: я в полной уверенности говорю начинающим студентам по-немецки: «parallel und perpendikular», но они не понимают слова «perpendikular», а я не понимаю, как они могут его не понимать. Но, конечно, главное, что требуется от профессора, это вести научные исследования. Тогда ему простят все ошибки в языке.

– У Вас, конечно, есть ученики и последователи?

– Да, их уже несколько поколений. Первые ребята, которыми я руководил еще в Екатеринбурге, были не намного младше меня. Они почти все работают теперь в Америке, тоже стали профессорами. Немецкая аспирантка Зильке Бирман, которой я руководил в Юлихе совместно с директором института, теперь профессор в самом престижном французком вузе, «Эколь Политехник» в Париже. Теперь она сама стала работодателем для другого моего бывшего докторанта из Гамбурга. В моей научной группе есть и российские, и немецкие молодые ученые. Мой бывший аспирант из Румынии сейчас работает профессором в университете Аугсбурга. И вот одно из последних достижений: мой очень талантливый докторант из Гамбурга Тим Велинг получил место юниор-профессора в университете Бремена. Кстати, именно с ним мы делаем расчеты по графену.

– Какое Ваше личное научное достижение  считаете главным?

– Я разработал теорию, позволяющую с помощью компьютерных программ описывать магнитные свойства новых веществ. Кстати, исследования эти начались еще  в Екатеринбурге, за это мы с группой коллег получили Премию молодых ученых, а затем – и Государственную премию. Такие программы мы создаем и в нашей гамбургской научной группе, и ими пользуются во всем мире. У меня более 200 научных статей и высокий индекс цитируемости.

– Посоветуете ли Вы молодым ребятам идти учиться на физический факультет?

– Учеба, конечно, трудная: требуется определенная базовая подготовка по физике и математике. Но вступительных экзаменов нет, и в принципе известны случаи, когда люди, даже не имея в школе углубленной математики, путем интенсивных занятий осваивали требуемый материал на достаточно высоком уровне. В целом я советую: если есть чувство, что тебе физика и ее научные достижения последних лет очень интересны, не надо бояться поступать. У нас есть интенсивный вводный курс математики, он помогает быстро повторить или освоить то, что нужно студенту на начальном этапе.

– А Ваши собственные дети, кстати, какую дорогу в жизни выбрали?

– Дочь стала архитектором, а сын – физиком, но, правда, совсем в другой области. Недавно успешно защитил диссертацию в Берлинском институте Макса Планка.

Что ж, пожелаем научной династии Лихтенштейнов новых успехов!

 

Текст и фото: Е.С.

 

Молекулярное кино

В сентябре гамбургские ученые отметили сразу несколько радостных событий. Одно из них было настолько значительным, что ради него в наш город специально приехала дипломированный физик Ангела Меркель (Angela Merkel), которую наука по-прежнему интересует.

Федеральный канцлер прибыла в район Баренфельд, где находится исследовательский центр DESY (Deutsches Elektronen-Synchrotron), чтобы принять участие в торжественном открытии нового лабораторного корпуса, построенного  для экспериментов с рентгеновским излучением. Главу кабинета министров ФРГ приветствовали первый бургомистр Гамбурга Олаф Шольц (Olaf Scholz) и руководитель DESY, профессор Хельмут Дош (Helmut Dosch). Непосредственно во время церемонии открытия нового корпуса к ним присоединилась Ада Йонат (Ada Yonath) – израильский биолог, лауреат Нобелевской премии по химии, в свое время почти 20 лет проработавшая в коллективе DESY.

Новые мощности для работы с рентгеновским излучением открывают Гамбургу широкие научные перспективы. Во многом благодаря возможностям центра в Баренфельде у нас в городе уже через несколько лет появится новый исследовательский институт по изучению структуры и динамики материи на атомарном уровне. Ему будет присвоено имя немецкого физика Макса Планка (Max Planck), которое, впрочем, носит уже порядка 80 научных учреждений. И не потому, что у немецких ученых такая бедная фантазия, просто все эти коллективы входят в Общество содействия научным исследованиям имени Макса Планка (Die Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e. V.). Поэтому именную «добавку» к своему официальному названию они получают автоматически.

В мегаполисе на Эльбе уже есть два научных учреждения, работающих «под крышей» MPG: это весьма авторитетный в области изучения глобального климата Институт метеорологии (Das Max-Planck-Institut für Meteorologie), а также Институт зарубежного и международного частного права (Das Max-Planck-Institut für ausländisches und internationales Privatrecht). Недавно Сенат принял решение выделить из городского бюджета 37 млн евро на строительство здания нового Института структуры и динамики материи (Max-Planck-Instituts für Struktur und Dynamik der Materie, MPISD), который должен укрепить авторитет Гамбурга как признанного центра фундаментальных научных исследований. Корпус будет построен к 2018 году на территории университетского кампуса в Баренфельде. Правда, необходимо еще формальное согласие MPG, а также городского законодательного собрания, но специалисты считают, что с этим проблем не возникнет.

Создание института станет закономерным шагом на пути дальнейшего развития научной кооперации между Гамбургским университетом, исследовательским центром DESY и обществом Макса Планка. Для нее характерно широкое использование лазерного излучения на так называемых свободных электронах. Рентгеновские лазеры (такие, например, как введенный в строй в 2005 году баренфельдский Flash) производят ультракороткие световые  импульсы в миллионных долях секунды и тем самым позволяют снимать что-то вроде «молекулярного кино».

Известно, что ключевую роль в развитии живой клетки играют протеины, изменяющиеся с такой скоростью, что обычными средствами этот процесс зафиксировать просто невозможно. Наблюдение за формированием жизни на молекулярном уровне позволит разработать новые виды медикаментов. Этому будет способствовать, в частности, и европейский рентгеновский лазер XFEL, который планируется сдать в эксплуатацию в 2014 году.

Создание Института структуры и динамики материи означает, что к работе в нашем городе будут привлечены более мощные научные силы. Если сегодня на этом исследовательском направлении трудятся две группы общим числом порядка 60 сотрудников, то в будущем коллектив должен разрастись до 200 человек. Это значит, что Гамбург обогатится новыми перспективными кадрами, которым и суждено будет определять научное лицо нашего города в ближайшее двадцатилетие.

По федеральной программе поддержки научных исследований в  высших учебных заведениях под названием Exzellenzinitiative  60 миллионов евро будут перечислены за пять лет двум крупным проектам Гамбургского университета. Половина средств предназначена комплексному центру климатических исследований Integrated Climate System Analysis and Prediction (CliSAP), который работает уже пять лет. И теперь  возможность его деятельности продлена еще на пятилетку.

Вторая часть господдержки – еще 30 миллионов – поступит в новый исследовательский центр Hamburg Centre for Ultrafast Imaging, в котором около 40 научных групп будут изучать изменения структуры атомов под воздействием лазерного излучения. Удастся создать сто дополнительных рабочих мест, в  том числе – для профессоров и докторов наук.

Ученых, которые разработали проекты, получившие дотации, лично поздравил президент университета Дитер Ленцен (Dieter Lenzen). Он отметил, что этот важный импульс непременно послужит не только науке, но и укреплению имиджа нашего университета.

 

подготовила: Екатерина Филиппова