Атомный сторителлинг

Как в ИЦАЭ рассказывают о науке и технологиях детям и взрослым

Словосочетание «популяризация науки» в последние годы стало привычным, а профессия научного коммуникатора, который выступает посредником между учеными и обществом, становится все более востребованной. Как рассказывать о науке и атомных технологиях точно и при этом увлекательно, знают сотрудники сети Информационных центров по атомной энергии (ИЦАЭ): сама система работы в региональных центрах построена таким образом, что популяризация научных знаний сочетается с неформальностью подачи, сопровождаясь яркой визуализацией, а зрители становятся участниками диалога с экспертами — учеными, сотрудниками предприятий атомной отрасли, научными журналистами. Атомная наука — направление, объединяющее не только НИИ и КБ, входящие в госкорпорацию «Росатом», но и другие организации. Так, например, одним из участников программы «Развитие техники, технологий и научных исследований в области использования атомной энергии в Российской Федерации на период до 2024 года» стал Институт прикладной физики РАН (ИПФ РАН). Чем же занимаются его сотрудники и как они рассказывают о своей работе в ИЦАЭ Нижнего Новгорода?

Иван Оладышкин, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник ИПФ РАН, участник проекта Science drama в ИЦАЭ

— Если говорить общими словами, то я занимаюсь физикой взаимодействия электромагнитного излучения с веществом. Более конкретно — сверхбыстрыми процессами, которые протекают при воздействии очень коротких импульсов света (или излучения других диапазонов) на металлы, полупроводники, графен и другие среды.

Мы привыкли к тому, что действие света на предметы вокруг нас либо вообще никак не проявляется, либо сводится к небольшому нагреву. То же самое касается и других видов электромагнитного излучения: например, СВЧ-волны вообще не видны глазом и в повседневной жизни могут разве что помочь с разогреванием обеда.

В современной физике и технике все становится намного интереснее. Дело в том, что ученые и инженеры продвигаются глубже и глубже по шкале времени: от тысячных долей секунды к миллиардным, триллионным и так далее. Рекордно короткий импульс излучения, созданный в лаборатории, имеет длительность менее 50 аттосекунд (атто- — это 10^-18, одна миллиардная от одной миллиардной секунды).

Даже если не касаться рекордов, мы не слишком задумываемся, что обычный смартфон переваривает одну порцию информации менее одной наносекунды (то есть одной миллиардной доли секунды). Становится обыденной коррекция зрения с помощью фемтосекундного лазера. Многие менее очевидные и не менее важные роли сверхбыстрых процессов скрыты от обывателя внутри сложных промышленных технологий. Дальнейший прогресс в этой области требует более глубокого понимания физики, «закопанной» на временных масштабах порядка одной триллионной секунды и менее.

Мы с коллегами исследуем целый набор таких явлений, которые оказываются тесно связанными между собой: структурирование поверхностей с помощью мощных световых импульсов, изменение цвета (спектра) излучения при отражении от разных сред, ионизация и разрушение металлов и полупроводников под действием света, сопутствующая генерация других электромагнитных волн и многое другое. Физика здесь действительно становится очень непривычной: например, в одной точке вещества могут одновременно существовать две разных температуры (десятки тысяч градусов у электронов и комнатная температура у кристаллической решетки), ток может какое-то время течь по замкнутому кругу, а закон преломления света перестает работать.

Лично я занимаюсь теорией этих процессов, то есть в первую очередь придумываю физические модели, которые позволили бы лучше понять результаты экспериментов или предсказать новые интересные эффекты. В Институте прикладной физики РАН есть несколько установок, на которых проводятся такие измерения, и поэтому я регулярно делюсь идеями с коллегами-экспериментаторами или получаю от них новые данные. Конечно же, получить что-то сперва на бумаге, а затем увидеть подтверждение вживую — самая большая (и не самая частая) радость теоретика.

Научно-популярные лекции о своей работе мне даются непросто, поскольку рассказывать совсем поверхностно не хочется, а идти до сути достаточно долго. Если честно, я при подготовке выступлений порой завидую коллегам с более наглядными темами. Обычно вводная часть моих лекций занимает процентов девяносто времени, а иногда и все сто. Тем не менее меня это не слишком расстраивает, поскольку объяснить хоть что-то — важнее, чем напугать слушателей непонятными числами или картинками.

Я уверен, что рассказ о научных результатах является нашим социальным обязательством перед обществом, своего рода неформальным отчетом о потраченных средствах. Однако хочу отметить, что популяризация важна не только для публики, но и для самих ученых. Это и школа публичных выступлений, и отличный шанс взглянуть на свою работу со стороны. Удивительно, но иногда участие в развлекательном (казалось бы) мероприятии приводит и к новым научным идеям. Здесь главное — найти баланс между наукой и рассказами о ней.

Екатерина Смолина, аспирант ИПФ РАН, участница проекта Science drama в ИЦАЭ

— Удивительные технологии, которыми мы восхищаемся при просмотре научно-фантастических фильмов и чтении подобных книг, невозможно себе представить без приборов высокоскоростной передачи информации. Для их изготовления современным ученым нужно придумать альтернативу электронным устройствам, которые уже достигли фундаментального предела. Такой заменой могут стать фотонные девайсы.

Однако фотоны (частицы света) могут сильно рассеиваться на дефектах, неизбежно возникающих при изготовлении прибора, и терять часть переносимой информации. Эту проблему позволяют решить так называемые топологические состояния света, при которых частицы огибают неоднородности вместо того, чтобы рассеиваться на них. Я занимаюсь исследованием этих удивительных состояний, и меня очень вдохновляет, что изучаемые мною сложные теоретические конструкции приближают фантастическое будущее.

Почему нужно популяризировать науку? Наука — это интересно. Наука — это про то, что вокруг нас. Почему небо голубое, что такое полярное сияние, как работает смартфон — это те вопросы, на которые можно ответить, если обладать некоторыми физическими представлениями о мире. Важно, что, помимо ответа на фундаментальные вопросы об устройстве мира, наука помогает создать приборы, которые облегчают нашу жизнь сегодня. Оглянитесь вокруг — вы просто окружены вещами, принципы работы которых когда-то родились из идеи, навеянной физическими уравнениями. Поэтому я считаю, что особенно важно популяризировать науку среди детей, чтобы они не боялись технических предметов, а наоборот, заинтересовались тем, как просто можно описывать сложные явления. Может, кто-то из этих ребят даже захочет связать свою жизнь с наукой и станет нобелевским лауреатом!

В ИЦАЭ я участвовала в Science drama — проекте на стыке театра и науки. Это был невероятно позитивный, полезный и интересный опыт. «All the world’s a stage», и любой популяризатор науки в некоторой степени актер. В научно-популярном выступлении в равной степени важны как его содержание, визуальный ряд (презентация), так и навыки публичного, в некоторой степени артистичного выступления. Развить последнее помогают инициативы, подобные Science drama, поэтому я очень рада, что у меня была возможность стать частью этого проекта.

Антон Седов, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник ИПФ РАН; участник интеллектуального шоу «Суд над супергероями», ток-шоу «Разберем на атомы» и мероприятия «Научная платформа 9 ¾» в ИЦАЭ

— Область моих исследований — вакуумная электроника, а точнее, мазеры на циклотронном резонансе. Звучит очень сложно, но на самом деле это в чем-то похоже на микроволновку, где есть мощный генератор СВЧ-излучения, которое можно направить на нужный объект и, например, нагреть его. У мазеров на циклотронном резонансе большое поле применения: от создания новых материалов с уникальными свойствами (например, искусственные алмазы) до нагрева плазмы в термоядерных источниках энергии, что можно назвать энергетикой будущего.

В своих научных лекциях я пытаюсь достичь нескольких целей. Во-первых, по возможности просто и понятно объяснить, чем я занимаюсь и зачем это нужно людям. Во-вторых, развить интерес к науке. И в-третьих, рассказать, что российская и, в частности нижегородская, наука находится на одном уровне с мировыми исследованиями. Иногда мне приходится читать и научно-популярные лекции на темы, не связанные с моей научной специальностью, если есть конкретный запрос. Например, в 2021 году перед Новым годом в Парке науки ННГУ мы проводили специальные праздничные лекции, и я там рассказывал, как работают гирлянды. Такие лекции интересны и мне самому, поскольку обычно позволяют узнать много нового и для себя.

Я достаточно часто выступаю в ИЦАЭ Нижнего Новгорода в самых разных амплуа. Например, на телемосте с Воронежем и Владимиром «Научная платформа 9 ¾» я провел урок для «студентов Хогвартса» по полетам на метле. Образно Нижний Новгород можно назвать «столицей метлостроения», потому что основы аэродинамики и самолетостроения изучают и в Нижегородском государственном техническом университете им. Р. Е. Алексеева, и в Образовательно-научном институте транспортных систем. В 1932 году в нашем городе был открыт авиастроительный завод «Сокол». С участниками телемоста мы разобрали, реально ли летать на метле, с учетом всех законов аэродинамики, а также обсудили виды существующих летательных аппаратов. Мне было интересно участвовать в этом событии, поскольку оно позволяет на языке фантастических и сказочных вещей говорить о науке, о ее принципах и о достижениях техники.

А несколько лет назад сотрудники ИЦАЭ Нижнего Новгорода пригласили меня выступить в качестве эксперта на научно-популярном ток-шоу «Разберем на атомы: мужчина». Я рассмотрел мужчину как объект изучения физических наук. Согласитесь, рассматривать мужской организм в таких категориях, как теплоемкость, масса, радиоактивность, оптическая система, — весьма необычно.

По измеряемым параметрам — вес, рост, площадь тела и нормы по килокалориям — мужчины и женщины имеют незначительные различия. А наибольшее различие между ними лежит в области волновой физики. Оказалось, что мужчины плохо воспринимают звуки на высоких частотах и не разделяют слуховые потоки, у них хуже развито восприятие цвета и периферийное зрение. Именно поэтому женщины лучше справляются с поиском потерянных в доме предметов и реже становятся участниками ДТП с боковыми ударами.

Кроме того, мужчины более радиоактивны, чем женщины. Это связано с тем, что радиоактивность человека зависит в основном от содержания изотопа калий-40, который накапливается преимущественно в мышцах.

Пожалуй, самым запоминающимся форматом мероприятий ИЦАЭ для меня стал «Суд на супергероем». Я выступил в роли прокурора, а обвиняемым стал Тони Старк, один из супергероев вселенной «Марвел». Я доказывал, что и сам костюм Железного человека, и мини-реактор внутри его организма, и даже столь мощный искусственный интеллект, созданный Тони Старком, в реальности не могут существовать, потому что на данный момент технологии отстают от фантазии писателей и сценаристов.