Чем больше знаний накапливается, тем шире становится область неизвестного.
За достижения в области оптики и лазерной физики научный сотрудник Физического института имени П.Н.Лебедева Российской академии наук кандидат физико-математических наук Павел Данилов получил Премию Правительства Москвы молодым ученым за 2022 год. Им было проведено комплексное исследование трансформации примесных дефектов в природных и синтетических алмазах под действием лазерного излучения.
В представленной работе Павла Данилова исследованы физические процессы фотовозбуждения объема алмазов различных типов ультракороткими лазерными импульсами, приводящие к структурным изменениям примесного состава, генерации и диссоциации оптически активных дефектов. Нелинейно-оптические и поляризационные эффекты, возникающие в этом случае, легли в основу разработки технологии невидимой микромаркировки для идентификации происхождения алмазов без потери их коммерческой стоимости. Изобретение имеет большое практическое значение, так как может быть использовано не только для невидимой маркировки алмазов, но и в других сферах для защиты большого объема данных при помощи прозрачных материалов. Молодой ученый рассказал о своем пути в науку, о ходе исследования и переходе от теории к практике.
Павел Александрович, в каком возрасте вы решили связать свою профессиональную деятельность с наукой?
– Решение остаться работать в научной сфере окончательно сформировалось на последних курсах университета, когда мне было 23 года. На тот момент я уже несколько лет проходил научно-исследовательскую работу в лаборатории ФИАН, и мне нравилось работать там.
Расскажите о том, как появилась идея вашей разработки?
– На самом деле идея нашей разработки появилась еще до того, как я начал работать в научной сфере. На тот момент она не вызывала практического интереса. Рождение научной идеи возможно при совокупности многих факторов. На это могут повлиять и накопленный опыт, и логические рассуждения, и мимолетная мысль. Чтобы выделить новизну работы, необходимо очень хорошо разбираться в своей научной сфере, читать статьи и обзоры других ученых, участвовать в конференциях, обмениваясь опытом.
Наша разработка получила второе дыхание после актуализации проблемы защиты данных. На мой взгляд, практические исследования и разработки должны становиться ответом на конкретные потребности общества или предприятий. Наша идея показалась очень интересной для разработки общих принципов маркировки природных алмазов и считывания записанных закодированных меток. В итоге получилась масштабная работа, включающая в себя как фундаментальные исследования взаимодействия лазерного излучения с прозрачными материалами, так и практическое применение в виде реальных устройств.
Как шел процесс данной разработки от идеи до окончания работы?
– Все осуществляется последовательно. Первоначально происходит обсуждение основного направления исследований, какой результат на выходе должен получиться. Исходя из этого формируются более конкретные подзадачи с учетом имеющегося оборудования, времени и опыта. Затем планы корректируются по мере получения конкретных результатов из экспериментов. Наконец, собранные данные складываются в полноценную логичную картину физических процессов, отражающих в нашем случае взаимодействие лазерного излучения с алмазами. Научные результаты публикуются в соответствующих журналах, определенные в ходе экспериментальных работ параметры и режимы воздействия используются на практике.
Был ли проект коллективным, какие функции в ходе работы выполняли именно вы?
– Проект был совместным. К сожалению, не получилось включить в заявку всех участников работы. Исследования были разделены на практическую и научную части, каждый участник знал свои обязанности. Мой вклад заключался в экспериментальных исследованиях физических процессов взаимодействия лазерного излучения с алмазами, построении и модернизации оптических схем для маркировки меток, сборке макетов и их тестировании. Активное участие во всех научных работах принимали сотрудники лабораторий газовых лазеров и лазерной нанофизики и биомедицины отделения квантовой радиофизики под руководством доктора физико-математических наук Сергея Кудряшова.
Какую роль ваше исследование играет в научно-техническом прогрессе, какие шаги вперед с его помощью делаются в науке?
– В моей работе в большей степени представлено научное исследование, связанное с модификацией атомарной структуры вещества (алмаза) воздействием лазерного излучения высокой интенсивности. Изначально практической целью являлась невидимая микромаркировка алмазов для проверки подлинности их происхождения, нанесения закодированного товарного знака продукции и ее считывания. Однако фундаментальные научные исследования, представленные в работе, расширили возможности применения нашей научной идеи. На данный момент мы планируем перенести накопленный опыт на другие прозрачные материалы для решения актуальной научно-технической задачи, связанной с безопасным хранением большого количества информации, так называемой холодной оптической памяти.
Что для вас как для ученого означает переход от теории к практике? Их процентное соотношение конкретно в вашем изобретении?
– Переход от теории к практике, на мой взгляд, означает, что результаты научных, в том числе и фундаментальных, трудов приводят к появлению новых технологий или устройств, которые внедряются в повседневную жизнь или производство. Наши физические исследования привели к созданию технологии оптической микромаркировки и появлению реально работающих устройств. Конкретно это исследование на 100% перешло от теории к практике. Однако если рассмотреть этот вопрос шире, то процент будет, конечно, ниже. На мой взгляд, нельзя ориентироваться только на практическую науку. Есть большое количество фундаментальных физических исследований, целью которых является не разработка какого-нибудь прототипа устройства или технически сложного продукта, а понимание картины мира в целом. Если есть представление, как различные объекты взаимодействуют между собой или с внешними источниками излучения, то найти применение идеям на практике будет значительно проще.
Расскажите, кто из ученых вас вдохновляет, чью концепцию вы разделяете.
– Мне по душе заниматься экспериментальной физикой. Моя работа связана с лазерами, взаимодействием излучения с веществом. Поэтому мне близки по духу Николай Басов и Александр Прохоров. Кстати, отделение квантовой радиофизики ФИАН, к которому относится наша лаборатория, основано Н.Г. Басовым.
Много ли еще в вашем научном направлении белых пятен?
– В моем научном направлении, связанном с взаимодействием лазерного излучения с веществом (алмазами), еще много неизвестного. Не думаю, что за время научной карьеры смогу полностью заполнить все пробелы в этой области. Существует мнение, что процесс познания бесконечен. Чем больше знаний накапливается, тем шире становится область неизвестного.
Какова, на ваш взгляд, истинная цель популяризации науки?
– Думаю, что популяризация науки способствует привлечению новых молодых кадров, повышает престиж профессии. Важно показать, что труд ученых не бесполезен, приносит много нового в повседневную жизнь, что это очень интересная и творческая работа.
С какими сложностями в работе сталкиваются молодые ученые и как бы вы сами предложили преодолеть эти проблемы?
– На старте карьеры молодого ученого остро стоят материальные проблемы: заработная плата, обеспечение жильем. Введение льготной ипотеки по аналогии с IT-сферой неплохо помогло бы в решении последней проблемы. Ситуация с оплатой труда значительно улучшилась 3‑4 года назад, однако стипендии аспирантов и заработная плата на старте все же низкие, если сравнивать с другими сферами. В последнее время заметны и положительные изменения. Доступно много конкурсов для молодых ученых и аспирантов, появляются новые стипендии, гранты, программы поддержки внутри институтов. Расширение таких программ и их информационное сопровождение помогают преодолеть проблемы на старте.
Еще одной проблемой, на мой взгляд, является некоторая неоправданность ожиданий молодого ученого в процессе работы. Надо быть готовым к тому, что научная деятельность сопряжена с огромным количеством бумажной работы, некоторым консерватизмом в оформлении договоров, закупками, бюрократическими проволочками. Если ожидать, что научная работа – это постоянный поток интересных экспериментов с творческим подходом и свободным графиком, то можно перегореть. Рутинных действий в этой сфере достаточно. Однако простор для новых идей и творчества также огромен.
Мнение
Александр Тверской, заместитель руководителя Департамента образования и науки Москвы:
– В этом году исполняется 10 лет с момента учреждения Премии Правительства Москвы молодым ученым. За это время ее получили более 600 ученых из вузов и научных организаций столицы за исследования и разработки, полезные для города и страны. Популярность премии неизменна: ежегодно более тысячи исследователей подают заявки на участие в конкурсе.
Мария Лазутова, председатель Комиссии по образованию и науке Общественной палаты города Москвы, советник директора Корпоративного университета московского образования:
– В Москве очень много талантливых молодых ученых. В любой отрасли экономики, промышленности, которую бы мы ни взяли, сегодня трудятся научные кадры, сохраняются научные школы. Они формируются на основе современных технологий, разработок, которые были прежде, усовершенствованных сейчас и доказавших свою ценность и практическую применимость. Правительство города уделяет пристальное внимание развитию науки и выделяет различные гранты и премии на поощрение лучших и самых перспективных проектов. Лауреаты премии, которая в этом году проходит уже 11‑й раз, формируют научное ядро города. Молодежи свойственно объединяться в профессиональное сообщество, в котором можно апробировать свои идеи, обмениваться опытом, дополнительно получать информацию по той или иной области научного знания. Поиск таких ученых со стороны столичного Департамента образования и науки и Корпоративного университета и продолжение работы с этим сообществом – правильный и верный шаг.
Досье
Премия Правительства Москвы молодым ученым вручается с 2013 года. В 2022 году было вручено 50 премий в размере 2 млн руб. В 2023 году подано 1292 заявки. Торжественная церемония награждения лауреатов пройдет в феврале 2024 года.