Нечасто бывает так, что целая отрасль науки вызревает и получает основное развитие в стенах одного творческого коллектива. Но именно это можно сказать о физике так называемых ван-флековских парамагнетиков, начальные идеи которой, последовательная теоретическая проработка, важнейшие предложения по применению принадлежат ученым физического факультета Казанского государственного университета, чей приоритет в данной области признан мировым научным сообществом.
Здесь же, в КГУ – колыбели электронного парамагнитного резонанса – были проведены первые эксперименты по наблюдению магнитного резонанса в магнетиках, убедительно подтвердившие интересные особенности этого класса веществ, предсказываемые теорией.
За прошедшие полвека работы в этом направлении развернулись во многих научных лабораториях мира (Великобритания, Германия, Франция, Япония, Чехия, Голландия и т.д.), однако КГУ является признанным лидером в данном направлении. Здесь под руководством вначале профессора С.Альтшулера, а затем профессора М.Теплова интенсивно проводились экспериментальные и теоретические исследования, результаты которых вошли в 5 докторских и 19 кандидатских диссертаций, более чем в 50 дипломных и магистерских работ выпускников вуза.
Благодаря исследованиям казанских физиков, цикл работ которых выдвинут на соискание Государственной премии Республики Татарстан в области науки и техники 2006 года, мировая наука пополнилась новыми знаниями в области особого класса веществ – ван-флековских парамагнетиков.
Наш корреспондент встретился с двумя из авторского коллектива соискателей – профессорами Казанского университета Муратом Салиховичем Тагировым и Дмитрием Альбертовичем Таюрским – на предмет представления читателям газеты упомянутого цикла работ физиков.
– Мы – говорю от имени читателей – очень часто слышим это словосочетание “парамагнитный резонанс”, но вряд ли представляем себе, что это такое. Нельзя ли как-то доступнее все же объяснить это для нас, неспециалистов?
– Самыми простыми словами его можно охарактеризовать следующим образом: это самый дешевый и доступный способ заглянуть внутрь материи на уровне атомов, молекул и нанокластеров. Здесь не нужно дорогостоящих и экологически небезопасных ускорителей, реакторов. Это быстрый и надежный метод диагностики веществ и, наконец, организма человека. Нелишне напомнить, что фундаментальный базис современной магнитно-резонансной томографии был заложен молодым доцентом Казанского университета Евгением Завойским еще в 1944 году. На нынешний день этот метод признан наиболее информативным в медицине.
– С магнетизмом мы сталкиваемся в повседневной жизни на каждом шагу. Это и магнитные защелки на дверях, и бытовые магнитофонные кассеты, это, наконец, и пластиковые кредитные карточки. С другой стороны, как вы уже упомянули, широко распространяется медицинская диагностика органов человека на основе магнитного резонанса. Какое же место среди упомянутых магнитных веществ занимают ван-флековские парамагнетики (ВФП)?
– Начнем с названия. В первой половине прошлого века американский физик, лауреат Нобелевской премии Ян Ван Флек, сыгравший ключевую роль в развитии теории магнетизма, открыл новый класс магнитных веществ, названных впоследствии его именем. По своим свойствам эти вещества занимают промежуточное положение между сильными электронными магнетиками (бытовые магниты, магнитные пленки и т.д.) и слабыми ядерными магнетиками (молекулы воды в человеческом организме и пищевых продуктах, различные органические молекулы и т.д.).
– А где можно использовать эти необычные вещества?
– Спектр применения ван-флековских парамагнетиков очень широк. Это и новые элементы запоминающих устройств в современных компьютерах, и новые методики в магнитно-резонансной томографии. Наиболее впечатляющим приложением этих веществ является следующее. Наша Вселенная представляет собой, по сути, гигантский холодильник, температура в котором около минус 270 градусов по шкале Цельсия. В прошлом веке физики научились получать в лабораторных условиях температуры в миллиард раз ниже, чем создано природой. Один из самых мощных методов был предложен казанским физиком, профессором С.Альтшулером и основан на использовании ван-флековских парамагнетиков. И сегодня все ведущие криогенные центры в мире широко используют этот метод.
Исследования, проводимые в настоящее время, связаны, главным образом, с многочисленными приложениями ВФП в смежных областях физики. Например, многие высокотемпературные сверхпроводники включают в себя ван-флековские ионы, и исследование этих соединений методами магнитного резонанса позволяет получать информацию, недоступную для обычного ядерного парамагнитного резонанса. В физике низких температур, помимо уже отмечавшейся роли охладителя, ВФП используются для исследования теплового сопротивления на границе твердое тело – жидкий гелий-3.
…Беседа наша длилась долго, не все термины были понятны человеку с гуманитарным образованием. Но как результат общения с двумя уважаемыми профессорами – физиками из КГУ у меня сложилось мнение, что коллектив соискателей Казанского государственного университета внес значительный вклад в развитие естественных наук, соответствующий уровню передовых отечественных и мировых достижений, способствующий поднятию авторитета и престижа фундаментальных исследований, проводимых в Республике Татарстан. Об этом красноречиво говорят отзывы на представленный цикл работ, направленные в Комитет по Государственным премиям Республики Татарстан из научных центров России, расположенных в Москве и Черноголовке, СНГ – в Харькове и ряда других.
Шамиль МАРАТОВ.
