Высокие давления-2003: "дегустация" в Бордо

Методики высокого давления с каждым годом всё глубже проникают во все сферы естественных наук и находят всё новые применения в технологиях. Это ярко подтвердила прошедшая в Бордо (Франция) в июле 2003 года Объединенная 19-я международная и 41-я европейская конференция по высоким давлениям в науке и технологиях (Joint AIRAPT-19 & EHPRG-41), в которой принял участие младший научный сотрудник Института физики металлов УрО РАН Сергей Овсянников. Редакция попросила его поделиться впечатлениями о поездке.

Конференция, прекрасно организованная профессором Жераром Демазо с его «штабом», проходила в цветущем, усеянном учебными корпусами, спортивными кортами и пальмовыми аллеями, университетском городке в пригороде Бордо и собрала более 400 участников из 30 стран. Самой многочисленной была делегация Японии (100 человек), Францию представляли только 70, нашу страну — 20 человек. Было приятно вновь встретить знакомых по прежним конференциям — профессора Дж. Накахару из Университета Хоккайдо с женой и молодёжной командой, профессора K. Тарабе (Университет Окаямы), доктора С. Клота (Университет Пьера и Марии Кюри в Париже) и других. Россию представляли сотрудники Московского Госуниверситета, Института физики высоких давлений, Технологического института сверхтвёрдых и новых углеродных материалов (оба — Троицк Московской области), Института физики высоких энергий (Черноголовка), ВНИИ минерального сырья (Александров), Института физики ДНЦ (Махачкала); от Института физики металлов УрО РАН был автор этой статьи.               

Конференция состояла из ряда тематических сессий, а также отдельных  междисциплинарных заседаний, посвященных наиболее актуальным, по мнению организаторов, вопросам, таким, как поведение железа и его сплавов (основной элемент земного ядра), воды, изменения химических связей при высоком давлении. Был представлен весь спектр работ и все разнообразные методы создания давлений в твёрдой, газообразной и жидкой средах, в экспериментах с ударными волнами, в макро- и микрообъёмах: и в небесных телах, и на острие алмазной «иглы». Участники получили возможность, пользуясь терминологией этого винодельческого района Франции, «продегустировать» представленные работы из разных областей науки и техники.

Для автора особенно интересным было знакомство с методическими работами, поскольку мы используем комбинированный подход: одни и те же образцы исследуются с применением разных методов, что повышает точность эксперимента. На конференции проявилась тенденция к миниатюризации аппаратов высокого давления. Наиболее популярны сейчас наковальни из натуральных алмазов, используемые для экспериментов с оптическим, нейтронным, синхротронным и другими видами излучения. Прозрачность алмазных наковален позволяет контролировать давление по сдвигу линий люминесценции рубина, а также вести прямое наблюдение за состоянием вещества, делать фотографии и микрофильмы. Из-за хрупкости алмазов одной пары наковален  хватает лишь на один измерительный цикл в диапазоне до 200 ГПа (2 млн атмосфер).  Кроме того сложность подведения электрических контактов к образцу затрудняет изучение электрических свойств материалов. Сотрудниками группы высоких давлений ОРАР нашего института была разработана альтернативная методика, основанная на использовании синтетических (проводящих) алмазных наковален. При этом удаётся  измерять широкий спектр электронных свойств: электрические, термоэлектрические, гальваномагнитные, термомагнитные эффекты, что позволило получить некоторые приоритетные результаты. Доклады на эту тему были представлены автором статьи в сессии, посвящённой новым разработкам в технологии высокого давления.

Кроме популярных тематик по оптическим, синхротронным и нейтронным исследованиям при сверхвысоком давлении, были сессии, посвящённые уравнению состояния, теоретическим расчётам свойств материалов, ударным волнам, синтезу новых материалов, использованию высокого давления в молекулярной химии и других науках. Классическое изучение поведения материалов при высоком давлении, начатое с экспериментов Бриджмена (Нобелевский Лауреат 1946 года) и продолженное Гарри Дрикамером, Вильямом Полом, а также другими исследователями применительно к наиболее многообещающему классу твёрдых тел – полупроводникам, постепенно уступает место таким новым областям, как медицина, фармакология, синтез новых материалов, пищевая промышленность, физика гетероструктур. 

   Во время конференции золотой медали Бриджмена за выдающиеся достижения в области физики высоких давлений был удостоен американский профессор Нейл Ашкрофт из Корнельского Университета — автор идеи металлического водорода, а также автор известного студентам-физикам учебника по физике твёрдого тела. В докладе Ашкрофта неожиданным для автора, как, вероятно, и для некоторых других слушателей, стало утверждение о приоритете Бриджмена в предсказании электронных фазовых переходов в конденсированных средах. В 1926 году Бриджмен высказал идею о неустойчивости квантовой структуры изолированных атомов при высоком давлении и о тенденции образования новых упорядоченных состояний в твёрдых телах. Примечательно, что эта идея была предложена им ещё до появления в том же 1926 году пионерской работы Гайтлера и Лондона, посвящённой теории молекулы водорода и ставшей «первым камнем» в здании современной квантовой теории конденсированного состояния. Идеи Бриджмена недавно получили теоретические и экспериментальные подтверждения. Ярким примером этого является обнаруженный при сверхвысоком давлении переход «простого» металла — лития  —  в полупроводниковое состояние.  

Согласно традиции медаль вручал предыдущий лауреат премии и медали Бриджмена — проф. Вильям Неллис (Ливерморская национальная лаборатория, Калифорния). Его, кстати, единогласно избрали президентом Международной ассоциации исследователей, использующих высокое давление (AIRAPT), а вице-президентами стали другие известные специалисты — профессора E. Диньджус (Институт технической химии, Карлсруэ, Германия) и Т. Яги (Институт физики твёрдого тела, Кашива, Япония).

   Параллельно с научной тематикой организаторы конференции всячески привлекали внимание к мастерству виноделов юго-запада Франции: через день были банкеты с дегустацией более десятка красных вин и экскурсии на шато — мини-фабрики по производству вин, уникальные рецепты которых хранятся в тайне столетиями.  Для приготовления вина, как известно, тоже используется аппаратура давления, то есть, надо думать, что место конференции было выбрано не случайно. Сейчас винодельческое производство модернизировано,  в нем задействовано современное оборудование и параметры всех процессов контролируются микропроцессорной техникой, хотя вино по-прежнему разливают в старые дубовые бочки. Поскольку университетский кампус, где мы жили, находился за пределами Бордо и по вечерам автобусы в город уже не ходили  (что исключало всякую возможность экскурсии), то и в свободные от официальных увеселительных мероприятий вечера участники поневоле дружно продолжали дегустацию.               

Несколько живых наблюдений. Уровень Гаронны, являющейся главной достопримечательностью Бордо, опустился на несколько метров, превращая красивую реку в сплошные глинистые отмели, зато знаменитый мост Пьера Наполеона I теперь виден полностью от самого основания на дне реки. Следы истории видны и в виде «трофеев» времён войны, вытащенных из воды: проржавевшие боеприпасы с затонувших и торчащих из воды кораблей, остатки  авиационных бомб так далее. Но, проживающие в палатках на берегу цыгане, как люди практичные, используют «антиквариат» в своих целях: для сушки белья и обустройства быта.

…В 230 км от Бордо вверх по Гаронне, в Тулузе, в июле прошлого года проходила другая международная конференция по сверхрешёткам и наноструктурам, в которой участвовал автор, и где также были экскурсии на виноградники с продолжительной дегустацией. Хочется надеяться, что и в дальнейшем эта солнечная область юго-запада Франции будет оказывать гостеприимство исследователям из России, в том числе с Урала.

С. Овсянников,
младший научный сотрудник 
ИФМ УрО РАН

На фото:

Вверху: Лауреат премии Бриджмена 2003 г. профессор  Нейл Ашкрофт (в центре)к своей недавно опубликованнной научной работе даёт пояснения сотруднику Институт физики высоких давлений РАН профессору В.В. Кечину (справа)  и автору (слева).

Справа: в дегустационном центре с председателем конференции — профессором Жераром Демазо (справа) — директором группы исследования материалов при высоком давлении Университета Бордо; слева автор.