복잡한 시스템의 물리학
이 과학 분야에 대해 노벨 위원회는 사실상 관련이 없다고 언급했습니다
"우리는 심연의 문턱에 있다"안토니오 구테흐스 유엔 사무총장. “평균 기온은 이미 산업화 이전보다 1.2°C 상승했습니다. 이것은 임계 1.5°C에 매우 가깝습니다. 올해가 결정적일 것입니다. [기후 조절 및 녹색 기술로의 전환]에 실패하면 큰 위험에 처할 것입니다.”
가까운 시일 내에 볼륨 증가를 기대할 수 있습니다.복잡한 시스템 및 기후 물리학의 물리학 분야에서 연구 작업. 이 분야의 주요 발견은 수십 년 전에 이루어졌습니다. 예를 들어, 1960년대에 Shukuro Manabe는 기후 시스템 모델링을 위한 툴킷을 만들었으며 10년 후 Klaus Hasselmann은 날씨와 기후를 연결했습니다. 이 상은 지구물리학 유체역학의 창시자 중 한 명인 소비에트 물리학자 Andrey Monin에 의해 그들과 공유될 수 있었고, 이는 전 세계에 연구의 길을 열었습니다.
이제 러시아에는 다음을 수행하는 과학자가 거의 없습니다.기후 측면에서 복잡한 시스템을 모델링하는 데 참여하는 동시에 국제적 수준에서 인정을 받습니다. 예를 들어, 계산 수학 연구소(Institute of Computational Mathematics)의 Evgeny Volodin의 작업입니다. Marchuk RAS는 몇 년 전에 더 큰 IPCC(기후 변화에 관한 정부간 패널) 모델의 일부가 되었습니다. 현재 러시아 연구는 서구 연구보다 훨씬 뒤떨어져 있고 단순히 노벨상 수상자 수준의 전문가가 없다는 과학계의 의견이 있습니다. 그 이유는 자금 부족과 전문성 저하입니다.
러시아에는 별도의 글로벌 기관이 없으며,복잡한 시스템의 물리학을 다룬다. 그러나 지역 이니셔티브가 있습니다. 예를 들어 카잔에서 2009년에 문을 연 교육 및 과학 센터 "복잡한 시스템의 물리학"이 있습니다. 석사 프로그램은 ISMANS(프랑스) 역학 및 현대 재료 과학 문제 연구소와의 경험 교환 원칙에 따라 구현됩니다.
기후 모델은 다음 중 하나일 뿐입니다.복잡한 시스템의 물리학 분야에서 발견의 열매를 거두는 실용적인 영역. 따라서 세 번째 노벨상 수상자인 Giorgio Parisi는 복잡한 (혼돈스러운) 물질에서 발생하는 수학적 패턴의 발견으로 상을 받았습니다. 이를 통해 과학자들은 물리학뿐만 아니라 수학, 생물학, 신경 과학, 기계 분야에서도 다양한 현상을 설명할 수 있었습니다. 학습. 또한 그의 작업은 양자 컴퓨터를 만드는 데 매우 유용했습니다.
양자 물리학
양자 컴퓨터는 가장 강력한적용된 성과. 가장 낙관적인 추정에 따르면 몇 년 안에 러시아에 나타날 것이지만 현재로서는 다양한 유형의 양자 프로세서의 프로토타입만 있습니다. 여기에는 MIPT 실험실에서 만든 양자 컴퓨팅을 위한 최초의 고유한 5큐비트 회로가 포함됩니다.
2021년에는 20-이온 플랫폼이 출시되었습니다.양자 컴퓨터, "국립 양자 연구소" 구축에 대한 대안적 접근. 러시아의 경우 두 이벤트 모두 큰 돌파구이지만 이미 본격적인 27큐비트 양자 컴퓨터와 제한된 컴퓨팅을 위한 5000큐비트 D-Wave 기계가 있는 세계에서 여전히 상당한 지연이 있습니다.
"가트너(Gartner)의 예측에 따르면, 퀀텀은 이전에 생각했던 것처럼 20년 후가 아니라 빠르면 2023년에 대다수에게 현실이 될 것"이라고 지적했다엘레나 지슬린(Elena Zislin), JP모건 체이스(JPMorgan Chase)의 기술 비즈니스 개발 담당 부사장.— 2년 안에 전 세계 기업의 20%가 이미비교하자면, 오늘날에는 1%에 불과하다"고 말했다..
양자 컴퓨터를 만드는 실험러시아는 큰 돈이 필요합니다. 그러나 개별 연구 영역은 종종 여러 기관에서 수행됩니다. 국제 그룹의 일원으로 러시아 과학자들은 몇 가지 중요한 발견에 참여했습니다. 예를 들어, IBM의 Skoltech 연구 그룹은 양자 컴퓨터의 전력 소비를 극적으로 줄이는 기술인 양자 스위치를 발명했습니다. 이론적으로 이것은 장치의 작동을 크게 복잡하게 만드는 고가의 냉각 시스템을 사용하지 않도록 합니다.
다른 것에 대한 거의 동일한 실용적인 의미발견 — 모스크바 주립 대학 및 카잔 연방 대학의 동료와 함께 러시아 양자 센터 직원. 역사상 처음으로 상온에서 초전도와 초유체의 양자 현상을 얻었다. 수십 년 동안 전 세계 연구원들의 꿈이었습니다.
에서도 많은 발견이 이루어졌다.국제 그룹의 회원. 예를 들어, 고체 상태 물리학 연구소의 과학자들은 Osipyan과 Skoltech는 Princeton(미국) 및 Walter Schottky Institute(독일)의 동료와 함께 복잡한 양자 상태를 감지하는 독창적인 방법인 Majorana 모드를 제안했습니다. 과학자들은 오랫동안 이 입자를 탐지하려고 노력해 왔지만 매우 어렵습니다. 전하와 스핀이 없습니다. 이 발견의 잠재적인 이점은 차세대 양자 컴퓨터를 만들 때 고유한 속성을 사용할 수 있다는 점입니다(계산 속도가 더 빠르고 환경 소음의 영향이 적음).
2021년 10월, MIPT는 과학 감독관이 있을 연구 부서를 열었습니다Andre Geim은 유명한 물리학자이자 모스크바 물리학 기술 연구소를 졸업했으며 콘스탄틴 노보셀로프와 함께 그래핀을 발견하여 노벨상을 수상했습니다.실험실은 중간 물리학 또는 거시적 규모에서 양자 역학적 현상의 발현을 다룰 것입니다.이 분야의 발견은 마이크로 일렉트로닉스의 개발에 매우 실용적으로 중요할 수 있습니다.
재료 물리학
러시아 과학 프로젝트 참여노벨상 수상자는 국가의 지적 잠재력이 집중될 젊은 과학자들을 위한 명소를 만들기 위한 중요한 전략적 단계입니다. 이것이 MIPT가 지금 하고 있는 일입니다. 우리 시대 가장 많이 인용되는 물리학자 중 한 명인 노벨상 수상자인 맨체스터 대학 교수인 Konstantin Novoselov는 2차원 스마트 재료 실험에 중점을 둔 Phystech 부서를 이끌었습니다. 이것은 마이크로일렉트로닉스와 기술에 큰 잠재적 영향을 미치는 매우 유망한 방향입니다. 이러한 물질은 뉴로모픽 컴퓨터의 기초로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
러시아에서도 나노소재 사업에 종사쿠르차토프 연구소. 최근에 물리학자들은 근본적으로 새로운 종류의 박막인 단층 자성막을 합성했습니다. 그들은 원자 1개의 두께를 갖지만 방전율이 높습니다. 이것은 실험실에서 만들어진 가장 얇은 인공 자석입니다. 이 발견은 스핀트로닉스(양자 컴퓨팅에서 스핀을 정보 캐리어로 사용하는 시스템) 개발의 원동력이 될 수 있습니다. 연구 작업 과정에서 Kurchatov 연구소의 물리학자들은 나노 물질의 특성을 연구할 수 있는 독특한 가속기 시설을 갖춘 유럽 싱크로트론 연구 센터(European Center for Synchrotron Research)와 협력했습니다. 이것은 러시아의 가속기 물리학 상태에 대한 논의로 직접 이어집니다.
핵 및 가속기 물리학
2021년 초에 두초대형 설비: 세계에서 가장 강력한 고유속 중성자 연구로 PIK 및 T-15MD 핵융합로("Tokamak"이라고도 함). 도움을 받아 러시아 과학자들은 2성분 원자력 에너지 기술을 개발할 수 있는 발견을 하고자 합니다. Kurchatov Institute에서 그들은 "자연과 같은"이라고도 불립니다. 즉, 스스로 닫혀 있고 자연적으로 환경의 자원 순환에 내장되어 있습니다.
또한 Kurchatov Institute의 과학자들은실제로 서비스 할 필요가없는 열전을 기반으로 한 저전력 원자력 발전소의 생성. 소형 원자 전지라고 부를 수 있는 설치의 프로토타입은 수십 년 동안 작동되었습니다. 아마도 다른 행성에서 인간의 생명을 보장할 수 있는 기술의 창조를 위한 길을 닦는 것은 러시아 물리학자들일 것입니다.
여러 설치 국가의 존재에도 불구하고세계적 수준의 새로운 가속기와 원자로는 소비에트 유산이 실패하는 것보다 덜 자주 생성됩니다. 이것은 입자 및 핵 물리학의 대부분의 발견이 그러한 시설에 대한 실험 중에 발생하기 때문에 심각한 문제입니다.
“지난 30년 동안러시아 연방 연구 센터에서 수행되는 작업의 점유율 감소. 이것은 국내에 현대적인 실험 기반이 없기 때문입니다. 우리나라 기초과학의 불황을 배경으로 대규모 과학 액셀러레이터 시설의 조성이 더디게 이루어지고 있다고 말하고 싶습니다. 보리스 샤코프(Boris Sharkov) 학자는 최근 열린 한 포럼에서 “이로 인해 현재 해외 공급업체에 의존하고 있는 핵의학, 재료과학, 반도체 산업 등 여러 중요한 분야에서 국내 가속기 기술 개발이 크게 지연되고 있다”고 말했다. 러시아 과학 아카데미 회의.
상황의 긍정적인 측면은실험 기반을 높일 수 있으며 향후 몇 년 동안. 2022년에는 Dubna의 NICA collider가 완성되어 발사될 것입니다. National Center for Physics and Mathematics는 Sarov에 만들어지고 있으며 Super c-tau Factory라는 또 다른 충돌기가 나타날 것입니다. 아마도 러시아 과학자들이 "표준 모델"을 뛰어 넘는 과정과 현상을 탐구하는 데 도움이 될 것입니다. 그러나 그들은 앞서 나갈 수 있습니다. 실험은 전 세계의 가속기에서 매일 수행되고 과학자들은 "새로운 물리학"의 기초가 될 발견에 매우 가깝습니다.
한편, 러시아 이론 물리학자들은말 그대로 CERN이 실험을 수행하도록 설득하는 것입니다. 이렇게 하려면 발견의 잠재적인 적용을 설득해야 합니다. 이제 이것은 "비틀림"의 비정상적인 상태와 고속 입자의 파동 특성의 보존을 수학적으로 증명한 Dmitry Karlovets에 의해 달성되었습니다. 이전에 연구자들은 중간 에너지에서만 이러한 양자 특성을 연구했습니다. 여기에 실용적인 용도가 있는지 여부는 큰 문제이지만 물리학 역사상 모든 획기적인 실험이 그것을 목표로 설정한 것은 아닙니다. 지식은 항상 핵심이었습니다.
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