Когда Алексей Толстой писал свой знаменитый роман «Гиперболоид инженера Гарина», он конечно не мог подозревать, что придуманные им фантастические лучи в будущем станут восприниматься как литературный прообраз вполне реальной технологии – лазеров. Хотя сегодня лазеры, к счастью, не взрывают заводы как в романе Толстого, однако мощные лазерные установки могут нагревать вещество до миллионов градусов Цельсия и создавать давление в миллионы атмосфер. Для подготовки профессионалов, работающих на таких установках в МИФИ с нового учебного года запускается шестилетняя образовательная программа «Мощные лазеры и лазерный термоядерный синтез».
Кстати, день открытых дверей в Институте лазерных и плазменных технологий МИФИ пройдет 18 января.
Кадр из фильма "Гиперболоид инженера Гарина", 1965
Как рассказал руководитель программы, проректор МИФИ Андрей Кузнецов, появление новой образовательной траектории является прямым следствием того, что в России, как и во всех развитых странах активно развиваются научные и инженерные исследования на основе взаимодействия мощного лазерного излучения с веществом. Для воздействующего на вещество лазера почти нет ограничений с точки зрения температуры: мощный лазерный импульс может нагреть вещество до сотен тысяч и даже миллионов градусов, превращая его в плазму с плотностью твердого тела- в этом состоянии действуют особые физические законы, изучение которых находится в фокусе интереса современной физики.
Еще одно сверхперспективное направление использования лазеров – создание технологии управляемого термоядерного синтеза, ведь сегодня наряду магнитными ловушками типа токамак именно мощные лазеры «зажигют» плазму в экспериментальных термоядерных установках.
Сложность обучения специалиста по мощным лазерам заключается в том, что будущий физик-лазерщик должен овладевать одновременно навыками инженера-конструктора по лазерным установкам, и научными знаниями в двух хотя и смежных, но разных областях – в лазерной физике и физике плазмы. И конечно это специализированное образование сочетается с характерной для большинства программ МИФИ фундаментальной физико-математической подготовкой, а также социо-гуманитарной подготовкой, направленной на развитие логического мышления, умением коммуницировать и формировать научные команды.
Так ИИ Гигачат видит "Мощную лазерную установку"
Устроиться выпускникам программы есть куда: в России работают научно-исследовательские центры мирового класса, которые занимаются лазерной физикой высокой плотности энергии и лазерной плазмой – к ним, в частности, относятся, федеральные ядерные центры госкорпорации Росатом, Троицкий институт термоядерных и инновационных исследований, Институт общей физики имени А.М. Прохорова РАН, Физический институт имени П. Н. Лебедева РАН,Объединённый институт высоких температур РАН, Институт прикладной математики имени М.В. Келдыша (здесь занимаются теоретическими вопросами взаимодействия лазерного излучения с веществом), Институт прикладной физики имени А. В. Гапонова-Грехова в Нижнем Новгороде
Выпускникам программы предстоит работать на мощных лазерных установках, которые обеспечивают экстремальные импульсные нагрузки на вещество. Сегодня это нужно для решения как научно-исследовательских, так и прикладных задач - например, на западе при производстве авиационных турбореактивных двигателей для лопатки турбин упрочняются лазерным ударом, в России такую технологию еще предстоит освоить. Незаменимы лазеры и при испытании материалов - ведь они могут обеспечить в эксперименте давление в сотни тысяч и миллионы атмосфер.
«Россия сегодня испытывает колоссальную нехватку в высокотехнологичных лазерных исследованиях», - уверен Андрей Кузнецов.
Реальная мощная лазерная установка ЭЛЬФ в МИФИ
Стоит отметить, что МИФИ имеет давнюю традицию работы с лазерной тематикой. Один из создателей лазеров, нобелевский лауреат Николай Басов был выпускником и преподавателем МИФИ, а в 2012 в университете была создана кафедра физики лазерного термоядерного синтеза под руководством генерального конструктора по лазерным системам академика РАН Сергея Гаранина. Из учебных курсов этой кафедры и выросла новая программа.
В 2026 году в МИФИ заработает собственная мощная лазерная установка ЭЛЬФ, практика на которой станет важным компонентом подготовки студентов.
Провал финансирования науки в первые постсоветские десятилетия привел к тому, что Россия недосчиталась нескольких поколений ученых – и в такой быстро развивающейся отрасли как лазерная физика дефицит высококвалифицированных кадров ощущается особенно остро. Новая образовательная программа призвана компенсировать эту нехватку.
