複雑系の物理学
ノーベル委員会はこの科学分野に含まれており、事実上無関係です
「私たちは深淵の端にいます」と最近言いました国連事務総長アントニオ・グテーレス。 -平均気温はすでに産業革命以前の気温を1.2℃上回っています。これは、1.5°Cの臨界読み取り値に非常に近い値です。今年は決定的なものになるでしょう。私たちが[気候制御とグリーンテクノロジーへの移行において]失敗した場合、私たちは大きな危険にさらされるでしょう。」
近い将来、ボリュームの増加が期待できます複雑系の物理学と気候の物理学の分野での研究活動。この分野での主な発見は数十年前に行われました。たとえば、60年代に、眞鍋晋郎は気候システムをモデル化するためのツールキットを作成しました。10年後、クラウスハッセルマンは天気と気候を関連付けました。この賞は、世界中の研究への道を開いた地球物理学的流体力学の創設者の1人であるソビエトの物理学者AndreiMoninによって共有される可能性があります。
現在ロシアでは、科学者はほとんどいません。気候の観点から複雑なシステムのモデリングに従事していると同時に、国際的な認知を得ています。たとえば、計算数学研究所のEvgenyVolodinの作品。マルチュクRASは、数年前に、より大きなIPCC（気候変動に関する政府間パネル）モデルの一部になりました。科学界では、現在、ロシアの研究は西洋の研究に大きく遅れをとっており、国内にノーベル賞受賞者のレベルの専門家がいないという意見があります。その理由は、資金不足と専門知識の低下です。
ロシアには独立したグローバル機関はありません。複雑系の物理学を扱っている人。しかし、地域的なイニシアチブがあります。たとえば、2009年にカザンに開設された「複雑系の物理」教育科学センターです。修士課程は、機械・近代材料科学研究所ISMANS（フランス）との経験交換の原則に従って実施されます。
気候モデルは、複雑系の物理学の分野での発見の成果を享受している実用的な球体。そのため、ノーベル賞を3回受賞したジョルジョ・パリシは、複雑な（混沌とした）材料で発生する数学的パターンの発見に対して賞を受賞しました。これにより、科学者は物理学だけでなく、数学、生物学、神経科学など、さまざまな現象を説明することができました。と機械学習。さらに、彼の仕事は量子コンピューターの作成に非常に役立ちました。
量子物理学
量子コンピューターは最も強力なものの1つです適用された成果。最も楽観的な見積もりによると、それらは数年以内にロシアに出現し、これまでのところ、さまざまなタイプの量子プロセッサのプロトタイプしかありません。これらには、MIPT研究所で作成された、量子コンピューティング用の最初のユニークな5キュービットスキームが含まれます。
20イオンプラットフォームも2021年に登場しました量子コンピューターを構築するための代替アプローチ、国立量子研究所。ロシアにとって、両方のイベントは大きな進歩ですが、それにもかかわらず、これは世界で大きな遅れです。27キュービットの本格的な量子コンピューターがすでに存在し、限られたコンピューティング用の5000キュービットのD-Waveマシンが機能しています。
「ガートナーによれば、クオンツは現実のものとなるだろう」大多数はすでに2023年に実現しており、これまで考えられていたように20年以内には実現しない」とJPモルガン・チェースのテクノロジー事業開発担当バイスプレジデント、エレナ・ジスリンは指摘する。 — 2 年後には、世界の企業の 20% がすでに量子コンピューティング分野のプロジェクトを抱えていることになります。ちなみに、今日ではそれはわずか 1% です。」。
で量子コンピュータを構築するための実験ロシアはたくさんのお金を要求しています。しかし、特定の研究分野は、多くの場合、いくつかの機関によって実施されています。国際チームの一員として、ロシアの科学者はいくつかの重要な発見に関与してきました。たとえば、IBMのSkoltech研究グループは、量子コンピューターのエネルギー消費量を増やす技術である量子スイッチを発明しました。理論的には、これにより、デバイスの操作を大幅に複雑にする高価な冷却システムの使用を回避できます。
もう1つは、ほぼ同じ実用的な意味を持っています。発見-モスクワ州立大学とカザン連邦大学の同僚とロシア量子センターの従業員。彼らは歴史上初めて、室温で超伝導と超流動の量子現象を獲得しました。これは何十年もの間、世界中の研究者の夢でした。
で行われた多くの発見もあります国際的なグループの構成。たとえば、固体物理学研究所の科学者。 OsipyanとSkoltechは、プリンストン（米国）とWalter Schottky Institute（ドイツ）の同僚とともに、複雑な量子状態を検出するための独自の方法であるマヨラナモードを提案しました。科学者たちは長い間これらの粒子を検出しようと試みてきましたが、それは非常に困難です。それらには電荷もスピンもありません。この発見の潜在的な利点は、新世代の量子コンピューターを作成するときに独自のプロパティを使用することにあります（計算速度が速く、環境干渉の影響が少ない）。
強力な科学学校は、連続。 2021年10月、MIPTに研究ユニットが登場し、科学責任者はコンスタンチン・ノボセロフとともにグラフェンの発見でノーベル賞を受賞した著名な物理学者でMIPT卒業生のアンドレイ・ガイム氏となる。この研究室では、中間物理学、つまり巨視的スケールでの量子力学的現象の発現を扱います。この分野での発見は、マイクロエレクトロニクスの開発にとって実用的に非常に重要になる可能性があります。
材料の物理学
ロシアの科学プロジェクトへの関与ノーベル賞受賞者は、国の知的潜在力が集中する若い科学者にとって魅力的な中心地を作るための重要な戦略的ステップです。これがMIPTが現在行っていることです。私たちの時代で最も引用された物理学者の一人であるマンチェスター大学の教授であるノーベリストのコンスタンチン・ノボセロフは、2次元のスマート材料の実験に焦点を当ててフィステック学科を率いました。これは非常に有望な分野であり、マイクロエレクトロニクスとテクノロジーに大きな影響を与える可能性があります。このような材料は、ニューロモルフィックコンピュータの基礎として使用できることが期待されています。
ロシアでもナノマテリアルに従事クルチャトフ研究所。最近、物理学者は根本的に新しいクラスの薄い物質、つまりサブ単層磁性膜を合成しました。それらは1原子の厚さですが、高度に放電されます。これらは、実験室でこれまでに作成された中で最も薄い人工磁石です。この発見は、スピントロニクス（量子コンピューティングにおける情報のキャリアとしてスピンを使用するシステム）の開発の推進力と関連している可能性があります。研究作業の過程で、クルチャトフ研究所の物理学者は、ナノ材料の特性を研究することを可能にする独自の加速器施設がある欧州シンクロトロン研究センターと協力しました。これにより、ロシアの加速器物理学の現状について話すことに非常に近づきました。
原子核および加速器の物理学
2021年の初めに、ロシアは2つを発売しましたメガインスタレーション：世界で最も強力な高フラックス研究用中性子炉PIKとT-15MD核融合炉（トカマクとしても知られています）。ロシアの科学者たちは、その助けを借りて、2成分原子力の技術を生み出すことを可能にする発見をしたいと考えています。クルチャトフ研究所では、それらは「自然のような」とも呼ばれます。つまり、それ自体が閉じられ、自然に環境の資源循環に組み込まれます。
また、クルチャトフ研究所の科学者は熱電材料をベースにした低電力原子力発電所の建設。これは実際には整備の必要がありません。コンパクトな原子力電池と呼べる施設の試作品は、数十年前から稼働しています。おそらく、他の惑星で人間の生命を確保することができる技術の創造への道を開いているのはロシアの物理学者です。
国内にいくつかの施設が存在するにもかかわらず世界クラスの新しい加速器と原子炉は、ソビエトの遺産が失敗するよりも少ない頻度で建設されます。これは深刻な問題です。結局のところ、素粒子物理学と原子核物理学の発見のほとんどは、そのような施設での実験中に発生します。
「過去30年間、ロシア連邦の研究センターで行われる仕事のシェアの減少。これは、国内に近代的な実験基地がないためです。一般的な背景として、国の基礎科学の憂鬱な状態を背景に、大規模な科学加速器設備の作成は減速していると思います。これにより、核医学、材料科学、半導体産業など、現在は外国のサプライヤーに依存している多くの重要な分野で、国内の加速器技術の開発に大きな遅れが生じている」と語った。ロシア科学アカデミーの最近の会議で。
状況の良い面は、レベルが実験ベースを上げることができ、今後数年間で。 2022年に、NICAコライダーが完成し、ダブナで発売されます。国立物理数学センターがサロフに設立され、そこに別のコライダー、スーパーc-タウファクトリーが登場します。おそらく、ロシアの科学者が「標準模型」を超えるプロセスと現象を研究するのは、その助けを借りてです。しかし、彼らは彼らに先んじることができます。世界では、実験は毎日加速器の設置で行われ、科学者は「新しい物理学」の基礎を築く発見に非常に近づいています。
その間、ロシアの理論物理学者は文字通りCERNに実験を行うように説得します。これを行うには、発見の潜在的な有用性を彼らに納得させる必要があります。現在、これは、高速での粒子内の波の特性と「ねじれ」の異常な状態の保存を数学的に証明したDmitryKarlovetsによって達成されています。以前は、研究者は中程度のエネルギーでのみこれらの量子特性を研究していました。ここに実際的な利点があるかどうかは大きな問題ですが、物理学の歴史におけるすべての画期的な実験がそれを目標として設定しているわけではありません。認知は常に主要なものでした。
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