Tag: наука

Гамбургская фирма SeeFront разработала специальное покрытие для телевизионных экранов, дающее объемное изображение без каких-либо дополнительных приспособлений.

Полупрозрачный прямоугольник из пластика, похожего на запотевшее стекло, не производит особого впечатления – но только до тех пор, пока не прикрепишь его к монитору ноутбука. И тут же невзрачная с виду пластина оборачивается настоящим технологическим чудом: на экране компьютера возникает яркое, четкое и, что самое главное, трехмерное изображение, которое прежде нельзя было получить без специальных очков. Благодаря новому покрытию можно не только «в объеме»  смотреть фильмы и фотографии, но и играть в компьютерные игры. Конечно, при условии, что эффект 3D изначально заложен в цифровую продукцию, ведь обычное изображение автоматически трехмерным не станет.

Автор новой разработки  – 57-летний гамбургский инженер и предприниматель Кристоф Гроссман, основавший свою маленькую фирму SeeFront  в 2006 году. До недавнего времени в ней было занято всего четыре сотрудника, но с увеличением числа заказов у предприятия появились отличные перспективы для роста. Именно поэтому коллектив Гроссмана  перебрался в более просторное помещение на Esplanade и только что отметил новоселье.

На гамбургскую новинку уже «положили глаз» весьма солидные покупатели, главный из которых – всемирно известный японский концерн «Сони», который уже купил лицензию у фирмы SeeFront. Только что на рынок вышел очередной ноутбук торговой марки Vaio, монитор которого можно  легко оснастить новым поляризационным экраном. Причем обходится такая модернизация в приемлемую для большинства потребителей сумму 130 евро.

Следует сказать, что на рынке уже есть несколько различных технологий, которые позволяют воспринимать стереоскопическое изображение без дополнительных приспособлений. Главное преимущество гамбургского изобретения – относительная дешевизна производства при высоком уровне качества изображения. Отметим, что SeeFront получает доход от продажи не изделия, а его технологической лицензии.

Фирма принимала  участие и в разработке концепт-кара F125, недавно представленного компанией Daimler на международной автомобильной выставке  IAA. Гамбуржцы отвечали за трехмерное отображение информации на приборной доске новой машины. Судя по росту заказов, их дебют на рынке концепт-каров был тоже весьма успешным. Но Кристоф не собирается останавливаться на достигнутом: он считает, что область применения его изобретения гораздо шире, чем принято считать.

Например, большие перспективы сулит ему «телевизионная медицина». При помощи технологии SeeFront хирурги смогут проводить «удаленные» операции с большей эффективностью, трехмерное изображение поможет медикам получить гораздо более подробную информацию в ходе ультразвукового сканирования и компьютерной томографии. Университет Бонна уже использует это изобретение для распознавания пороков зрения у детей, намечается сотрудничество с Германским центром авиации и космических полетов. Гамбургская разработка легко найдет применение и в проектировании зданий и сооружений.

Кстати, первая профессия Кристофа Гроссмана – архитектор. Он много лет проектировал в нашем городе офисные здания и лишь в свободное время занимался  трехмерными технологиями. Его вклад в разработку этого направления еще в 2002 году был оценен Гамбургским инновационным фондом, который выделил Кристофу 100 000 евро на дальнейшие исследования. Теперь никому не надо доказывать, что эти средства попали в хорошие руки и потрачены с максимальной эффективностью.

Текст: Андрей Нелидов

Российский вклад в DESY

В нашем городе расположены не только всемирно известные промышленные предприятия и крупнейший порт Германии. Здесь, в международном научно-исследовательском центре DESY, рождается будущее науки.

DESY (Deutsches Elektronen-Synchrotron) занимается разработкой, строительством и эксплуатацией ускорителей элементарных частиц, исследованием физических свойств материи и возможностей использования синхротронного излучения в химии, молекулярной биологии и медицине. Основанный полвека назад, в 1959 году, он входит в крупнейшую научную организацию Германии – Общество германских научно-исследовательских центров, носящее имя одного из величайших ученых XIX века Германа фон Гельмгольца (Die Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren).

DESY на 90% финансируется из федерального бюджета Германии, остальное доплачивает  Гамбург, а также земля Бранденбург, где в городе Цойтен есть филиал центра. Гамбургская «штаб-квартира» DESY находится в районе Баренфельд (Notkestraße 85). Здесь работает 1900 человек, примерно 600 из них – ученые. Результатами экспериментов, которые проводятся на гигантских ускорителях, пользуется 3000 исследователей из 45 стран, в том числе и из бывшего СССР. На огромной территории научного центра повсюду слышна иностранная и, конечно же, русская речь. Программисты Юрий Нечаев и Виктор Соловьев в свое время перебрались в DESY из подмосковного Института физики высоких энергий в Протвино. Они охотно согласились рассказать о своей работе нашим читателям.

– Все началось в середине 90-х с командировок, – рассказывает Юрий, – а закончилось постоянным контрактом. Мы с Виктором разрабатываем системы контроля и управления ускорителями, пишем программы визуализации данных. Эти программы учитывают сотни тысяч параметров и обеспечивают контроль за правильностью прохождения пучка к экспериментальным установкам. А если случается сбой – повысилась температура или изменилась траектория электронов – программа показывает, где это произошло, куда бежать и что делать.

– А почему ускорители такие большие?

– Потому, что скорости электронов очень высоки. Чтобы заставить их изменить траекторию, частицы надо поместить в магнитное поле. Чем выше скорость, тем сильнее должно быть магнитное поле. Ускорители представляют собой туннель (часто подземный), прямой или кольцевой. У нас здесь есть несколько кольцевых ускорителей – DORIS, PETRA. А летом состоится пуск новой установки – электронно-позитронного тандемного коллайдера PETRA III. Он представляет собой источник концентрированного пучка рентгеновского излучения, с помощью которого можно исследовать мельчайшие структуры и делать внутримолекулярные фотоснимки. Таким способом, например, определяют структуру протеинов и выясняют их функции в организме. На новом коллайдере будет производиться 14 экспериментов для изучения структуры различных веществ.

В 2009 году в DESY стартовал еще один проект, который можно назвать проектом тысячелетия: началось строительство лазерного ускорителя частиц на свободных электронах под названием XFEL. К 2014 году будет построен новый исследовательский туннель длиной 3,4 км, снабженный шестью измерительными агрегатами. Благодаря ускорению электронов в нем будут происходить вспышки сильнейшего рентгеновского излучения, которое используют, в частности, для управления химическими реакциями, а также для исследований на атомарном уровне при производстве лекарств. В проекте принимает участие и Россия, которая предоставила четверть необходимых средств – 250 миллионов евро.

– Немцев это сильно удивило, – говорит Виктор Соловьев, – потому что в последнее время Россия не участвовала в таких больших проектах. Финансирование уже началось – так же, как и земляные работы. Туннель будет целиком проложен под землей на глубине от 20 до 50 метров. Но для людей, живущих непосредственно над ускорителем, абсолютно никаких проблем со здоровьем не возникнет, потому что новая техника связана с изучением электромагнитных излучений. Это уже не физика высоких энергий, а физика света, которая решает прикладные задачи, поставленные промышленностью – в спектроскопии, кристаллографии, испытании новых материалов, нанотехнологии. Это уже коммерческое применение ускорителей. Если раньше физики занимались изучением строения частиц, то сейчас в центре внимания – разработка новых материалов и различных приборов на основе этих материалов. В это готовы вкладывать средства предприятия и Германии, и России. У нас очень оптимистичные прогнозы. Кстати, строительство этого нового лазерного ускорителя было предложено российским ученым Михаилом Юрковым. Теперь в DESY грузовиками постоянно завозят аппаратуру.

Виктор и Юрий насчитали среди постоянных сотрудников DESY около 40 русскоязычных специалистов из многих регионов России и СНГ. А в числе 700 студентов и будущих докторов наук, которые готовят здесь дипломные работы и диссертации, оказался Сергей Бобровский. В 1995 году он в возрасте 13 лет переехал в Германию из Киева и теперь занимается исследованием новых путей физической науки. А в свободное время проводит экскурсии для русскоязычных посетителей (на снимке). Вашему корреспонденту удалось побывать на одной из них вместе со школьниками из Новосибирска. Они приехали в Гамбург в рамках проекта «Вместе познавать окружающий мир» фонда «Германо-российский молодежный обмен» (Stiftung Deutsch-Russischer Jugendaustausch).

Те, кто захочет последовать их примеру и посетить DESY, могут в каждое первое воскресенье месяца, в 10.00, прийти к главному входу (Notkestraße 85). Справки по телефону: 040/8998-3613. Продолжительность экскурсии 2,5–3 часа, включая теоретический доклад минут на 45 и знакомство с территорией DESY – технопарком под открытым небом, где выставлены модели ускорителей предыдущих поколений.

Для справки:

Ускоритель – это установка, в которой с помощью электрических и магнитных полей в вакууме получаются направленные пучки электронов, протонов, ионов и других заряженных частиц. Ускорение производится с помощью электромагнитного поля, способного изменять энергию частиц, обладающих электрическим зарядом. Скорости нередко повышаются до значений, близких к скорости света. Когда частица ускоряется, она излучает свет, поэтому ее заставляют двигаться, как в лыжном слаломе, – она постоянно меняет свое направление, а ее свет создает направленное излучение, которое позволяет изучать структуру материи.

Человек, двигавший континенты
В районе St. Pauli есть улица Альфреда Вегенера (Alfred-Wegener-Weg). Большинству наших читателей его имя не скажет ничего, хотя вклад этого немецкого ученого в учение о геодинамике Земли почти столь же весом, что и вклад Альберта Эйнштейна в физику. В ноябре мы отмечаем несколько круглых дат, связанных с его жизнью и научной деятельностью.

90 лет назад в книге Вегенера «Происхождение континентов и океанов» («Die Entstehung der Kontinente und Ozeane»), вышедшей в 1915 году, впервые  была сформулирована его  гипотеза о дрейфе земных материков. Немало потешились тогда представители фундаментальной науки над еретическим предположением о том, что континенты могут плавать по поверхности Земли, как сухари в супе. Никто в то время не мог знать, что ядро планеты не является твердым, а ее мантия сродни крышке на кипящей кастрюле. Не знал об этом и сам Вегенер, полагавший, что континенты движутся под влиянием вращения Земли. Толчком к этой его идее послужил лежавший на поверхности факт: контуры африканского и американского материков при взаимной «стыковке» подозрительно совпадают. Это заметили задолго до Вегенера. В середине XVIII века немецкий теолог Теодор Лилиенталь писал: «Подобие очертаний противоположных берегов многих континентов и их совпадение столь удивительны, что будь они расположены рядом, они бы целиком вписались друг в друга, как это можно видеть на примере южных частей Африки и Америки». Но именно Вегенер первым предположил, что в основе всех этих совпадений лежало медленное расхождение материков, когда-то составлявших единый континент, которому ученый дал имя Пангея.

Книга Вегенера выдержала несколько изданий во многих странах, в том числе и в России, где она вышла дважды – в 1922 и 1925 годах. Большинство специалистов отнеслись к его гипотезе скептически: слишком фантастичной она казалась, да и аргументов было не густо. После смерти Вегенера его идею на долгие годы забыли. Только в начале 70-х годов она вновь стала овладевать умами, и споры между сторонниками теории дрейфа континентов («мобилистами») и ее противниками («фиксистами») возобновились с новой силой. Не утихают они и сегодня, хотя концепция тектоники литосферных плит уже завоевала место под солнцем и обросла многочисленными геофизическими аргументами.

Для нас важно и то, что Альфред Вегенер несколько лет провел в нашем городе, чем и объясняется появление его имени на карте Гамбурга. Он родился в Берлине – 1 ноября 1880 года. Посвятил себя физике, астрономии и метеорологии: учился в Гейдельберге, Инсбруке и Берлине, получил докторскую степень по астрономии. Но сидеть в обсерватории было не в его характере, и он переносит область своих интересов на метеорологию. Вместе со старшим братом Куртом устанавливает рекорд продолжительности полета на аэростате (52 часа). Затем отправляется в первую из своих четырех экспедиций в Гренландию, где закладывает метеорологическую станцию.

В 1913 году он женится на Эльзе Кёппен (Else Köppen) – дочери своего учителя, известного метеоролога и климатолога, профессора Владимира Кёппена (Wladimir Köppen). Владимир Петрович родился в Санкт-Петербурге, где окончил университет, а с 1875 по 1919 год работал в Морской обсерватории в Гамбурге. После Первой мировой войны Вегенер руководит здесь отделом теоретической метеорологии, одновременно являясь профессором местного университета. С Гамбургом связаны годы его плодотворной научной деятельности.

Труд Вегенера «Термодинамика атмосферы» до сих пор является настольной книгой у многих специалистов. Он был разносторонним ученым: когда в 1916 году в Гессене упал метеорит, расчеты «метеоролога» позволили обнаружить место его падения. После этого появляется его очередная научная работа – «Происхождение лунных кратеров», базирующаяся на признанной сегодня концепции метеоритных ударов. И все же главной целью Вегенера, теперь уже профессора университета в австрийском Граце (с 1924 года), является Гренландия. Там он получает новые данные в подтверждение своих теорий, туда он стремится всей душой, там он и закончит свой жизненный путь в ноябре 1930 года – буквально через несколько дней после своего 50-летия. Во время перехода от метеорологической станции «Eismitte» к побережью у него остановится сердце.

В год столетия Альфреда Вегенера, в Бремерхафене был создан Институт полярных и морских исследований его имени, сотрудники которого работают сегодня в Антарктиде и северных полярных широтах. И, конечно, в Гренландии, куда всегда стремился автор одной из самых революционных идей в современной науке.

Текст: Андрей НЕЛИДОВ

Корреспондент “У нас в Гамбурге” встретилась с одним из наших соотечественников, кандидатом химических наук Сергеем Шишацким, сотрудником Института исследований полимеров исследовательского центра GKSS-Forschungszentrum Geesthacht, GmbH. Состоялся подробный разговор о науке, образовании и проектах будущего.

К.: Сергей, расскажите, пожалуйста, о научном центре в Гестахте.
С. Шишацкий: Центр был основан в 1956 году, и его название GKSS полностью расшифровывается как Gesellschaft für Kernenergieverwertung in Schiffbau und Schifffahrt mbH. Главным проектом в 60-е годы был построеный исключительно для научных целей единственный немецкий атомоход Отто Хан (Otto Hahn), который использовался для разного рода исследований вплоть до 1979 года. После завершения этого проекта судостроение перестало играть ведущую роль в работе центра. С 1958 года на учебном ядерном реакторе FRG-1 ведутся исследования по безопасности таких объектов, а также изучение материалов с использованием нейтронов, которое продолжается и по сей день.

К.: Каковы самые актуальные темы научных исследований Вашего центра?
С. Шишацкий: Сейчас научная работа ведется в трех основных направлениях, которым соответствуют организационно независимые друг от друга институты: Институт исследований прибрежной зоны (Institut für Küstenforschung) ведет наблюдения за состоянием и изменениями прибрежной зоны, занимается прогнозами её развития в связи с деятельностью человека и глобальными изменениями климата;
– Институт исследований полимеров (Institut für Polymerforschung) разрабатывает материалы для нужд медицины, а также проводит фундаментальные и прикладные исследования в области химии и физики полимеров. Разработка полимерных мембран для разделения газовых смесей, паров и жидкостей является одним из важнейших направлений его деятельности;
– Институт материаловедения (Institut für Werkstoffforschung) проводит эксперименты в области создания и переработки качественно новых материалов для нужд медицины, автомобильной и аэрокосмической техники.

К.: Каким был Ваш путь в науку и в GKSS-Forschungszentrum? Над какими проблемами Вы сейчас работаете?
С. Шишацкий: Я учился в специализированной биологической школе. Одним из моих любимых предметов была химия. Мне было интересно, когда что-нибудь кипело, бурлило, взрывалось… Окончил факультет переработки полимеров Московского института тонкой химической технологии. Потом занимался научной деятельностью в Московском институте нефтехимического синтеза, руководимом вице-президентом Российской академии наук Н.А.Платэ. Там же защитил диссертацию, посвященную разработке новых полимеров и процессам переноса веществ через полимерные материалы. С 2002 года занимаюсь разработкой полимерных мембран в Институте исследования полимеров в Гестахте. Наши разработки позволят создать новые технологии защиты окружающей среды от выбросов углекислого газа, высокопродуктивные системы очистки выхлопных газов, хранения продукции сельского хозяйства в контролируемой атмосфере. С помощью полимерных мембран в недалёком будущем станет возможным получение экологически чистой электроэнергии за счёт использования осмотического давления между речной и морской водой. Опреснение морской воды без дорогостоящей дистилляции, с использованием процесса обратного осмоса, является второй из самых востребованных разработок в области полимерных мембран после процесса диализа крови. Я хотел бы особо подчеркнуть, что работа в области полимерных мембран требует самых разнообразных знаний, от молекулярного моделирования с использованием компьютеров, органической и неорганической химии, до инженерных дисциплин. Именно эта смесь знаний или так называемая «междисциплинарность» делает нашу работу такой интересной.

К.: Насколько мне известно, у Вас интернациональный коллектив.
С. Шишацкий: Да, научное сотрудничество на самом деле не знает границ. В нашем отделе есть ученые из Бразилии, Боливии, Чили, Аргентины, Франции, Дании, Пакистана, Португалии, Румынии, Индии, сложно всех перечесть! Мы общаемся, ведем документацию, пишем научные статьи и проекты преимущественно на английском языке. Поэтому рекомендую школьникам и студентам относиться к этому предмету со всей серьезностью, независимо от того, какую профессию они выберут в дальнейшем.

К.: Вы говорите, вероятно, о новом поколении ученых XXI века?
С. Шишацкий: Да, наукой должны заниматься не только хорошие профессионалы, но и энтузиасты. Наш научно-исследовательский центр уже десятилетия занимается образовательной деятельностью и таким образом пропагандирует естественные науки среди детей и подростков. Так, например, в рамках общегерманской программы “Наука в диалоге” в GKSS-Forschungszentrum специалъно для школьников создана лаборатория, в которой они могут проводить самые смелые химические и физические эксперименты, конечно, под руководством своих учителей. А ученики старших классов могут проходить у нас школьную практику. Дополнительную информацию об этих и других проектах GKSS-Forschungszentrum можно получить в Интернете: www.gkss.de.

К.: Сергей, большое спасибо за интервью. Мы желаем Вам новых научных открытий и достижений.

Текст: Галина Дрейдинк

18 декабря 2009 года гамбургский научный центр DESY отмечает 50-летие. Поскольку к юбилеям принято делать особенные подарки, физики подарили себе новую «игрушку» – позитронно-электронный тандемный коллайдер PETRA III.

Разумеется, ученые не были бы учеными, если бы не пытались постоянно удовлетворять собственное любопытство за государственный счет. Причем счет не маленький – PETRA III, например, обошлась налогоплательщикам в 233 млн евро. Ее женское имя – это аббревиатура полного немецкого названия установки (Positron-Elektron-Tandem-Ring-Anlage). Упрощенно говоря, она представляет собой мощный рентгеновский лазер на базе ускорителя, дающий возможность одновременно проводить до 14 различных научных экспериментов.

При помощи сверхтонкого пучка рентгеновского излучения физики получают возможность наблюдать за ходом химических реакций, управлять поведением отдельных молекул для целей генной инженерии и манипулировать структурой ДНК. А это, как вы понимаете, уже не праздное любопытство. Еще одно возможное применение рентгеновского лазера связано с разработкой и синтезом новых медикаментов, а также нано- и биоматериалов, имеющих заданные свойства.

Именно поэтому на официальной церемонии пуска установки PETRA III было 850 гостей, представлявших самые разные сферы деятельности. Приехала на этот праздник технического прогресса и федеральный министр по делам науки Аннетте Шаван (Annette Schavan). Кстати, именно из федерального бюджета было выделено 90% необходимых для строительства коллайдера средств (остаток предоставило правительство Гамбурга). За два с половиной года был полностью переоборудован кольцевой ускоритель PETRA (длина туннеля – 2,3 км), а также построен большой экспериментальный корпус. Пол здания представляет собой гигантскую бетонную плиту метровой толщины, не имеющую жесткой привязки к стенам. Это сделано для того, чтобы даже малейшие колебания почвы не могли повлиять на результаты экспериментов.

Уже во время пробных включений PETRA III установила своеобразный рекорд, сфокусировав самый тонкий и самый яркий в мире пучок рентгеновского излучения. Давно известно, что чем тоньше инструмент, тем более филигранную работу можно выполнять с его помощью. Это справедливо и в отношении таких гигантских «приборов», как ускорители элементарных частиц. В общем, новый коллайдер – очень неплохой подарок к юбилею DESY.