Эллипсометрия, плазмон-поляритоны и закрученные фотоны — научные термины зачастую звучат как музыка, заставляя вспоминать о романтике профессии. О своей любви к физике и работе на уникальной установке рассказывает младший научный сотрудник Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН, ассистент кафедры общей физики Новосибирского государственного университета Юлия Чопорова.
— Как и когда Вы поняли, что физика - это ваша любовь?
— Мой дедушка, Чопоров Семен Кузьмич, после войны преподавал физику в школе. Он хотел, чтобы я, младшая внучка, пошла по его стопам, поэтому у меня не было вариантов. Сейчас я очень благодарна ему, так как он сделал лучший для меня выбор. То, что с физикой у меня любовь я осознала, когда объясняла студентам какие-то явления и сама поняла: порой, увлекаясь, похожа на сумасшедшего профессора из голливудского кинофильма, для которого жизнь и физика – одно и то же. А в ИЯФ меня привела романтика, которую я всегда видела в огромных установках и работе в большом коллективе, объединённом одной фундаментальной задачей.
— В Институте ядерной физики Вы работаете с лазером на свободных электронах…
— Да, в одной из групп пользователей излучения ЛСЭ. Замечу, что на лазере работают ученые разных специальностей от геологов, до медиков. Новосибирская установка генерирует излучение в терагерцовом диапазоне, он лежит между инфракрасным и СВЧ и долгое время не использовался из-за отсутствия источников и приёмников. Исследования в этой области спектра начали активно развиваться с конца 80-х годов XX века, так что они являются моими ровесниками. Сейчас от стадии фундаментальных исследований переходят к поиску практического использования этого излучения.
— А чем ЛСЭ отличается от других лазеров?
— Принципиальным его отличием от любых других типов лазеров является возможность плавной перестройки длины волны излучения в очень широком спектральном диапазоне. Разные ЛСЭ перекрывают варианты от очень жесткого рентгеновского излучения до миллиметрового.
— Чем отличаются ЛСЭ от альтернативных источников терагерцового диапазона?
— Практически все доступные источники терагерцового диапазона – это широкополосные, но очень маломощные генераторы коротких импульсов. А наша установка – это самый мощный в мире источник терагерцового излучения. Его способность создавать перестраиваемое монохроматическое излучение позволяет применять методы, которые работают в классической оптике. Здесь можно провести аналогию микроскопа и телескопа: широкополосное излучение позволяет посмотреть, в некотором смысле, шире по спектру, но не детально, зато ЛСЭ позволит «заглянуть глубже» подобно микроскопу.
— Есть ли какие-то потенциальные области, в которых бы мог применяться ЛСЭ?
— Да, конечно есть. У нас работают группы ученых, как из институтов Новосибирска, так и из других городов и даже стран. Во-первых, в терагерцовом диапазоне частот лежат колебания важнейших биологических молекул, включая ДНК и РНК, поэтому этот вид излучения ЛСЭ позволяет найти новые подходы в диагностике и лечении различных заболеваний. Во-вторых, в нашем центре ведутся эксперименты по исследованию горения, детонации и взрыва совместно с Институтом гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН. Уже разработана методика изучения вращательных спектров молекул со сверхвысоким разрешением, что принципиально возможно только на ЛСЭ. Созданы различные методы получения терагерцовых изображений, это может применяться в системах безопасности, а также в медицине — например, для получения изображения опухолей. При сотрудничестве с Институтом физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН был сформирован макет терагерцового эллипсометра. Сейчас мы совместно с НИИ молекулярной биологии и биофизики и Институтом терапии СО РАМН ищем способ ранней диагностики раковых заболеваний, в том числе с помощью ЛСЭ.
— В чем конкретно заключается Ваша работа на ЛСЭ?
— По специальности я физик-оптик, и наша группа занимается разработкой оптических методов исследований, таких как голография, эллипсометрия, поверхностные плазмон-поляритоны. Сейчас, например, у нас появилось новое направление – генерация и применение пучков закрученных фотонов, довольно модный вектор в современной физике. Мы буквально только что впервые в мире получили и исследуем бездифракционные терагерцовые пучки таких частиц.
— Расскажите о них поподробнее?
— На самом простом уровне можно сказать, что это свет, который не просто летит вперед, но еще и вращается вокруг направления своего движения, и если, например, на его пути поместить какие-то частицы, то их тоже можно заставить крутиться. Таким образом, световой луч передает телу не только энергию и импульс, но и момент последнего. Главное применение закрученного света сейчас видят в увеличении информационной емкости передачи информации, но есть также и более фундаментальные применения, например, взаимодействие закрученных пучков с веществом или, скажем, световой пинцет для микрочастиц.
Пресс-служба НГУ
Фотография предоставлена Ю. Чопоровой
Источник: http://www.sbras.info/articles/opinion/lyubov-ne-khimiya-fizika
.jpg "Ученый НГУ наблюдал полное солнечное затмение в штате Индиана")