Студенты физфака Вышки примут участие в создании карты Вселенной

В этом году в Высшей школе экономики идет первый набор студентов на факультет физики. Особенность нового факультета — тесная взаимосвязь образования и науки, в частности, в Институте космических исследований будущие магистранты будут создавать приборы для изучения космической плазмы, анализировать данные со спутников, научатся определять космическую погоду.

На факультете физики ВШЭ открыты шесть базовых кафедр, среди них — кафедра физики космоса на базе Института космических исследований РАН, головного академического института по исследованию и использованию космического пространства.

Институт космических исследований (ИКИ) был сформирован в 1965 году, сейчас он выполняет экспериментальные и теоретические научные работы по таким направлениям как астрофизика, физика планет и малых тел Солнечной системы, физика Солнца и солнечно-земных связей, космическая плазма и исследования в области нелинейной геофизики. Институт также разрабатывает программы научных космических исследований, проводит разработку и испытания комплексов научной аппаратуры по проектам, принятым Российской академией наук и Федеральным космическим агентством.

На базе ИКИ Высшая школа экономики планирует готовить специалистов по двум основным направлениям: астрофизика высоких энергий и физика космической плазмы, оно же включает в себя физику Солнца.

Из чего состоит Вселенная

Физика космической плазмы — одно из основных направлений теоретических и экспериментальных исследований института. Космическая плазма воз­ник­ла в пер­вые мгновения ро­ж­де­ния Все­лен­ной по­сле Боль­шо­го взры­ва и яв­ля­ет­ся наи­бо­лее рас­про­стра­нён­ным со­стоя­ни­ем ве­ще­ст­ва в при­ро­де. В плазменном состоянии в Галактике находится почти 99% материи (без учё­та тём­ной ма­те­рии и тём­ной энер­гии, при­ро­да ко­то­рых по­ка не­из­вест­на). Это все звезды, включая Солнце, межзвездная и межпланетная среда и даже верхние слои планетных атмосфер. Именно плазменные процессы управляют солнечной активностью и её следствиями — геомагнитной активностью на Земле (т.н. «космической погодой»). Исследование этих процессов возможно при помощи дис­тан­ци­он­ны­х спек­траль­ных ме­то­дов оп­тическими те­ле­ско­пами, ра­дио­те­ле­ско­пами, вне­ат­мо­сфер­ными рент­ге­нов­скими и гам­ма-обсерваториями на космических аппаратах.

Сотрудники отдела  космической плазмы ИКИ принимали участие в работах практически по всем советским и российским проектам плазменной и планетной тематики: «Интеркосмос», «Космос», «Прогноз», автоматическим межпланетным станциям «Луна», «Венера», «Марс», «Фобос», космическим станциям «Салют», «Мир», МКС и др.

В рамках изучения физики Солнца сотрудники ИКИ вместе с британскими коллегами из Уоррикского университета выиграли научный грант Британского Совета на исследование сейсмологии активных областей солнечной короны. Ученые планируют подступиться к одной из ключевых задач физики Солнца — оценке свободной магнитной энергии во вспышечных областях. Это знание необходимо для оценки энергии, выделяемой вспышками, их влияния на Землю и космическую инфраструктуру. Студенты ВШЭ, которые выберут это направление для своей научной работы, смогут принять участие в партнерских исследованиях и получить опыт международных стажировок.

Как проходила эволюция галактик

Следующее направление, которое будет развиваться в Вышке на базе ИКИ — астрофизика высоких энергий. Исследованиями в этой области в институте начали заниматься в начале 1980-х годов под руководством академика Якова Зельдовича. Он один из создателей релятивистской астрофизики — новой области науки, в которой общая теория относительности применяется к астрофизическим объектам.

За время существования отдела в Институте космических исследований РАН совместно с российскими и зарубежными партнерами в рамках направления астрофизики были реализованы ряд важнейших проектов по изучению Вселенной — такие как орбитальная обсерватория «Рентген» на станции «МИР», орбитальная обсерватория «Гранат», обсерватория ИНТЕГРАЛ. Последняя и сейчас действует и предназначена для проведения сверхтонкой гамма-спектроскопии космического излучения и построения изображений неба в диапазоне энергий от 15 кэВ до 10 МэВ.

Среди проектов также российско-турецкий 1,5-метровый телескоп (РТТ-150), с помощью которого осуществляется наземная поддержка космических проектов в области астрофизики высоких энергий (обсерватории ИНТЕГРАЛ, а в будущем — СПЕКТР-РГ). Его задача — составить карту Вселенной, на которой отметят все крупные скопления галактик и дать ответ на вопрос, как проходила эволюция галактик.

Лев Зелёный, академик РАН, директор ИКИ РАН, заведующий базовой кафедрой физики космоса НИУ ВШЭ

Планы на будущее

«Существует еще одно перспективное направление, которое мы планируем развивать — это космическая навигация, баллистика, — делится своими планами академик РАН, заведующий базовой кафедрой физики космоса Лев Зелёный. — В этой отрасли нужны очень хорошие знания математики, чем славится Высшая школа экономики, сейчас там один из лучших факультетов математики в стране, и мы хотим добиться таких же результатов с физикой».

С открытием гравитационных волн ученые получили еще один канал, через который можно узнавать о Вселенной. Именно в этой области, а также в космогонии (науке, изучающей образование солнечной системы), по мнению профессора Зелёного, ожидаются интересные открытия в ближайшие годы.

Особая среда

«Студентам, которые придут и будут этим заниматься, можно только позавидовать, так как сейчас в области астрономии, астрофизики, физики планет происходит видимый рост исследований. Поэтому то, что Вышка именно сейчас открывает физический факультет — это однозначно правильное решение, и я думаю, что со временем он станет украшением института», — подчеркивает ученый.   

«Магистранты, поступающие к нам в этом году, идут «на конкретных» преподавателей, они уже знают, чем хотят заниматься, — рассказывает Максим Долгоносов, заместитель заведующего кафедрой физики космоса, старший научный сотрудник ИКИ РАН. — Мы рады тому, как у нас выстраиваются отношения с Вышкой — для нас это возможность подпитать молодыми квалифицированными кадрами свои структуры. Ведь для того чтобы вырастить исследователя, обладающего навыками для дальнейшей самостоятельной работы, с уже сформировавшимся научным мировоззрением, нужна особая среда. Она должна быть гибкой, отзывчивой, чутко реагировать на изменения, учитывать интересы и студентов и научных организаций. И именно такую среду мы будем создавать вместе с Вышкой. У нас уже есть примеры плодотворного сотрудничества с ВШЭ — мы выиграли грант на приглашение зарубежного исследователя в рамках HSE Teaching Excellence Initiative и организовали серию лекций профессора Ворвикского университета Валерия Накарякова по физике Солнца, куда мы пригласили в том числе и будущих магистрантов ВШЭ».

Как рассказал один из абитуриентов магистерской программы Евгений Белозёров, знакомство с Вышкой началось с зимней школы по физике ВШЭ для поступающих в магистратуру и разговора с заместителем декана факультета Александром Костинским.

«Меня интересует физика Солнца, поэтому я выбрал кафедру физики космоса и встретился с Максимом Долгоносовым, который отвечает за работу со студентами в Институте космических исследований. Он показал мне лаборатории, познакомил с научными сотрудниками института. Я до этого ходил в другие вузы, но там со мной никто особо не стал разговаривать, а здесь я почувствовал другое отношение. Сегодня я пришел на кафедру разговаривать с Иваном Зимовцом, надеюсь, моим будущим научным руководителем».