Skip to main content
Образование & Знание

Захватывающий мир большой науки

В Германии создана прекрасная инфраструктура для проведения исследований на больших приборах – от источника рентгеновского излучения до ускорителя частиц.
Faszinierende Großforschung
© dpa

Исследования, проводимые с помощью больших приборов, играют важную роль в германской науке. Это касается как фундаментальных исследований, так и внедрения и инноваций. Сложные дорогостоящие установки вроде ускорителя частиц или устройства для осуществления ядерного синтеза необходимы не только для изучения устройства материи, но и для решения глобальных вопросов климата, окружающей среды или альтернативных источников энергии. В Германии все научно-исследовательские институты, где проводятся крупномасштабные научные исследования, входят главным образом в Ассоциацию им. Гельмгольца, крупнейшую научную организацию в Германии.

Центры Объединения им. Гельмгольца тесно сотрудничают с вузами и внеуниверситетскими научно-исследовательскими учреждениями – институтами Общества им. Макса Планка, Общества им. Фраунгофера и Ассоциации им. Лейбница (Max-Planck-Gesellschaft, Fraunhofer-Gesellschaft, Leibniz-Gemeinschaft), а также представителями бизнеса. Яркий пример подобного сотрудничества – экспериментальная установка Wendelstein 7-X в Грайфсвальде по изучению технологии ядерного синтеза, на которой работают ученые из Института плазменной физики Общества им. Макса Планка, ассоциированного с Ассоциацией им. Гельмгольца. Целью исследований в области термоядерного синтеза является разработка экологически чистой электростанции, которая вырабатывает энергию за счет синтеза атомных ядер.

Открытые для иностранных исследователей

Докторанты и авторитетные ученые (в том числе из-за рубежа) могут подать заявку и в итоге занять место физика-экспериментатора на одной из уникальных установок сети центров им. Гельмгольца. Крупные приборы используются не только для проведения фундаментальных и прикладных исследований, но и служат научному обмену. Поработать в центрах им. Гельмгольца приезжают более 7.000 зарубежных ученых в год.

Центры, входящие в Ассоциацию им. Гельмгольца, проводят работу в шести различных научных областях. Например, научно-исследовательский флот Германии, включая уникальный по мировым меркам, самый современный корабль «Sonne», относится к области «Земля и окружающая среда». Темы научных исследований команды ученых на борту плавучих лабораторий связаны, прежде всего, с изменением климата и защитой экосистем морей. На измерительных станциях, в лабораториях – например, на полярной станции Neumayer Station III в Антарктиде и в Earth Science Infrastructure (MESI) Германского центра геоисследований (GFZ) в Потсдаме – проводятся комплексные исследования системы планеты Земля. Ученые хотят лучше понять климатические и геологические изменения, разрабатывают концепции того, как защитить человека от землетрясений и цунами.

Космос и микрокосмос

В другой научно-исследовательской сфере, куда входят авиация, космонавтика и транспорт, руководящая роль принадлежит Германскому центру авиации и космонавтики (DLR) в Кёльне, которому подчиняются более 50 институтов. DLR принимал большое участие в проведении миссии «Rosetta» Европейской космической организации ESA. В этом центре был построен зонд «Philae», а также создан центр управления полетом, где специалисты следили за приземлением зонда на комету. В инфраструктуру DLR также входят аэродинамическая труба для тестирования моделей самолетов в условиях, приближенных к реальности, и научно-исследовательские самолеты, например аппарат HALO, который проводит исследования атмосферы.

А изучением устройства микромира занимаются ученые из Немецкого электронного синхотрона DESY (Deutsches Elektronen-Synchrotron) в Гамбурге, который входит в число крупнейших в мире ускорителей частиц. На установках DESY изучается взаимодействие мельчайших элементарных частиц и поведение новых наноматериалов. Большой ускоритель PETRA III в кампусе DESY считается самым мощным в мире источником рентгеновского излучения. В проекте европейского рентгеновского лазера XFEL участвует более 10 стран.

Международные перспективы

Германия участвует в целом ряде масштабных исследовательских проектов, которые проводятся ее международными партнерами. Так, бюджет Европейской организации исследований в области ядерной физики (CERN) в Женеве примерно на 20% финансируется Германией (это самая большая доля среди стран-участниц проекта). В CERN находится ускоритель частиц длиной 27 километров. В экспериментах, проводимых в CERN, участвуют около 1.300 исследовательниц и исследователей из Германии. Германия также является одним из партнеров термоядерного реактора ITER, который в настоящее время строится в Кадараше на юге Франции, и, таким образом, поддерживает международный поиск экологически безопасного источника энергии.

Германия также является партнером Европейского источника расщепления ESS: в Лунде, Швеция, работа с нейтронами достигла беспрецедентного уровня и интенсивности. Помимо своего научного участия, Германия является крупным финансовым спонсором проекта, а также представляет большую группу пользователей, которые зависят от исследований нейтронов. Результаты этих исследований нужны им, например, для изучения свойств материалов в медицине, экологических исследований, энергоснабжения или испытания новых материалов.

Кроме того, Германия участвует еще в двух крупных исследовательских проектах со штаб-квартирами в Гренобле. Первый осуществляется на ядерном реакторе в институте ILL (Institut Laune-Langevin), второй – проект, связанный с синхотроном European Synchotron Radiation Facility (ESRF). ILL считается ведущим центром нейтронных исследований, а ESRА является мощнейшей в мире рентгеновской установкой.

Изучение вселенной

Ученые из Германии и еще 16 стран работают в Европейской обсерватории ESO, ведущей европейской организации астрономических исследований. Телескопы ESO установлены в трех местах в пустыне Атакама (Чили). Отсюда исследователи наблюдают за далекими объектами во вселенной. Кроме того, Германия является важнейшим европейским партнером Международной космической станции (МКС).

Недалеко от Центра управления полетами Европейского космического агентства (ESA) в Дармштадте сейчас строится международный исследовательский центре FAIR с ускорителем частиц. Окончание работ запланировано на 2025 г. Речь идет об одном из самых масштабных проектов фундаментальных исследований в области физики. Высокоинтенсивные пучки антипротонов и ионов позволят ученым получить более точные знания о строении материи и возникновении вселенной. В центре будут работать около 3.000 исследователей из 50 стран.