У врху светске науке: Пет епохалних руских проналазака

У важним открићима на којима се данас базирају физика, математика и друге дисциплине учествовали су или су их предводили совјетски и руски научници. Russia Beyond вам представља неколико најважнијих достигнућа руских научника за протеклих 20 година.

Револуционарни уређаји који се користе у две засебне мисије на Марсу

Марсова научна лабораторија објавила је 28. септембра 2015. године да су откривени докази присуства слане воде која протиче испод недружељубиве површине Црвене планете. Захваљујући инструменту DAN (Dynamic Albedo of Neutrons) руске производње, агенцији NASA је пошло за руком да састави карту количине и распореда водоника испод површине, а такође и хемијски састав воде.

Ровер Curiosity

Getty Images

DAN је једини руски инструмент на планетарном роверу Curiosity. Он се ослањао на податке које детектује руски инструмент HEND (High Energy Neutron Detector), направљен у руском Институту за космичка истраживања (специјално за потребе мисије агенције NASA „Mars Odyssey 2001“). Захваљујући том уређају око полова ове планете откривени су појасеви залеђене воде.

Подаци које су детектовала два различита руска инструмента упоређени су како би се добила боља слика. Подразумева се да су поменуте мисије имале огроман значај, не само у погледу потраге за водом, него и за облицима живота. Тамо где има воде обично има и живота.

Квантни метаматеријали

Завређује пажњу заједничка руско-немачка тежња да се као контролни елементи у низовима електричних суперпроводника користе наизглед потпуно неочекивани материјали. По чему су ти „метаматеријали“ толико специфични? Уобичајено је схватање да се материјал састоји од специфичних атома који дефинишу његове карактеристике, тј. густину, боју, итд. Међутим, у овим материјалима та својства су дефинисана структурним распоредом атома. Метаматеријали, наиме, припадају мистериозној квантној сфери где су закони физике крајње „магловити“.

Метаматеријале чине ситни нано-атоми, а они се састоје од сложених структура дугачких неколико стотина метара које је немогуће раздвојити. Они мењају својства чим се појаве први знаци интерференције. Научницима је пошло за руком да помоћу магнетног поља активирају и деактивирају та својства.

 

Reuters

Овај успех је постигнут у Лабораторији за материјале-суперпроводнике на Националном универзитету науке и технологије МИСИ, и то захваљујући малим честицама које се зову двојни „кубити“. За разлику од обичних кубита, двојни кубит се адаптира и симулира карактеристике датог материјала или природног процеса. Структуре кубита могу да врше сложене операције (као што је пренос електронског зрачења) и да остану на квантном нивоу. Импликације овог проналаска су изузетно велике. Стварањем сложенијих система кубита могу се направити квантни симулатори који репродукују и имитирају својства стварних процеса и материјала.

Формирање угљоводоника може бити бесконачно

Трошење резерви нафте је један од главних узрока конфликата у свету. Потреба за стабилним изворима горива увек је изузетно значајна. Општеприхваћено је схватање да је стварање угљоводоника (елемента који се користи за производњу нафте) биолошки процес који подразумева распад одавно мртвог органског ткива и друге хемијске процесе у земљи, помоћу којих настаје фосилно гориво. Руски научници се, међутим, већ дуже време придржавају идеје о абиогеном формирању угљоводоника дубоко у земљи, око 150 км испод површине земљине коре. Владимир Кучеров је 2017. године заједно са Јеленом Мухином и Антоном Колесниковом на основу својих ранијих радова претпоставио да је дубина формирања угљоводоника само 70 километара.

Нафтне платформе.

Виктор Драчов/TASS

Као доказ овог процеса научници су изложили неоргански угљеник и воду дејству притиска и температуре присутне у горњој мантији земље, тј. температури од 280-300 °C (за разлику од претходне која је износила 1000 °C), и притиску од свега 2-3 GPa (док је раније износио 5 GPa).

„Сада ми видимо да се угљоводоник може формирати у широком спектру минералошких и термодинамичких параметара“, наводи Мухина у истраживању које је објављено у часопису Scientific Reports. „Сада знамо да је тај процес могућ, и да је могућ практично било где у мантији“.

По речима овог тима научника, свет улази у еру угљоводоника. Остаје да се истраже нови начини његовог потискивања на површину. „То значи да у земљи има далеко више угљоводоника него што се раније мислило“, додаје Мухина.

Перељман и Поенкареова хипотеза

Многи памте причу о математичару Григорију Перељману који је одбио да прими милион долара. Подсећамо да је овом генију Институт Clay Mathematics у Кембриџу (Масачусетс) доделио награду од милион долара, али је руски аскета одбио да је прими (претходно је 2006. одбио да прими 10.000 долара када му је додељена Филдсова медаља.

Григориј Перељман

George M. Bergman/Wikipedia

Дотада непознати Перељман је 2010. године стекао светско признање за решење Пуанкареове хипотезе – једног од седам великих нерешених проблема математике. Џејмс Карлсон, председник CMI (Clay Mathematics Institute) рекао је: „Перељманово решење Пуанкареове хипотезе ставило је тачку на вековну потрагу за решењем. То је велики напредак у историји математике који ће се дуго памтити“.

Многи су се зачудили када је Перељман касније навео разлог због ког није хтео да прими награду: „Мени се не свиђа та одлука. Сматрам да је неправедна“, рекао је он. „Мислим да допринос америчког математичара [Ричарда] Хамилтона у решавању задатка није мањи од мог“.

Револуција у области информационо-комуникационих технологија

Жорес И. Алфјоров са Физичко-техничког института „А. Ф. Јофе” у Санкт Петербургу један је од најчувенијих научника Совјетског Савеза и добитник неколико награда за допринос у физици. Алфјоров је 2000. године заједно са Хербертом Кремером са Калифорнијског универзитета у Санта Барбари добио Нобелову награду из физике за свој рад „Развој полупроводничких хетероструктура које се користе у супербрзој и оптичкој електроници“.

Полупроводници су материјали који имају својства како електричних проводника тако и изолатора. Они чине основу већине електронских склопова у уређајима које користимо у свакодневном животу. Први хетероструктурни транзистор Кремер је направио 1957. године. Касније, 1963. године, независно од њега Алфјоров је предложио концепцију полупроводничких ласера. Они се користе данас у CD читачима, а поред читања и чувања података моћи ће да се користе и за пренос података кроз оптичка влакна.

Руски физичар Жорес Алфјоров.

Владимир Астапкович/Sputnik

Хетероструктуре су веома важне и за тихе високофреквентне појачиваче који се користе у разним уређајима од мобилних телефона до сателита.

Принципи које су први открили Алфјоров и његове колеге у области информационих технологија и даље покрећу ову сферу у потрази за бржим средствима преноса података.

Даниел Чаљан,
Russia beyond