Наука
Просветит до молекул и атомов: синхротрон СКИФ сулит прорыв в науке
Научная установка СКИФ: что за чудо-синхротрон соорудили российские ученые
Не имеющий аналогов в мире источник рентгеновских лучей скоро запустят в наукограде Кольцово Новосибирской области. Объект называется Сибирский кольцевой источник фотонов (СКИФ), и он способен рассмотреть структуру вещества вплоть до расположения в нем отдельных молекул и атомов. Для российских и иностранных ученых такая «штуковина» станет основой для новых открытий в физике, химии, биологии и материаловедении.
Время для чтения ~ 6 минут
На прямой линии, 19 декабря 2025 года, президент России Владимир Путин сообщил, что постарается приехать в Новосибирскую область на открытие СКИФа. Торжественная церемония запланирована на 2026 год. О том, правда ли что СКИФ поможет лечить рак, искать золото и «просвечивать» динозавров, читайте в «Красном Севере».
Что такое установка СКИФ
Если коротко, то Сибирский кольцевой источник фотонов — это синхротрон. То есть, циклический ускоритель заряженных частиц, в котором они разгоняются до скоростей, близких к световым, по кольцевой траектории постоянного радиуса, генерируя сверхмощное излучение.
Ключевая особенность СКИФа в том, что это первый в мире синхротрон поколения 4 +. У него рекордно малый эмиттанс (размер пучка), что дает беспрецедентную яркость. Неудивительно, что ученые из Индии и Китая уже «напрашиваются» на совместную работу в новом центре.
Он необходим, например, для изучения пространственной структуры белков вирусов, распространения ударной волны, процесса лазерной сварки материалов. На основе этих знаний ученые смогут создавать новые композитные материалы, лекарства, источники энергии. К примеру, синхротрон поможет лучше узнать устройство вирусов, чтобы создавать более эффективные лекарства. А в сфере промышленности с его помощью планируют создавать новые инновационные материалы и сплавы.
В какой стадии находится СКИФ в Новосибирске
СКИФ с августа 2021 года возводится в Новосибирской области — в наукограде Кольцово, на территории 30 гектаров. Вся установка включает в себя 34 здания и сооружения. В том числе, линейный ускоритель, бустерный синхротрон, основное накопительное кольцо, экспериментальный зал, исследовательские станции и другие объекты.
Главное строение имеет округлую форму. Диаметр накопительного кольца равен 240 метрам, этот объект не имеет аналогов в мире. По состоянию на конец декабря 2025 года общая готовность проекта превысила 95%. Запуск установки намечен на следующий год.
На СКИФе уже работает более 250 специалистов, из них 90 — ученые, половина из которых — кандидаты и доктора наук.
Некоторые возможности СКИФа
СКИФ может помочь подбирать индивидуальное лечение для онкобольных. В этом уверена аспирант Института неорганической химии СО РАН Елена Крупович. Идеальное изучение формы злокачественной клетки, ее параметров и уязвимых мест будут производить с помощью синхротрона. А зная форму белка, можно его заблокировать, подобрав идеальную молекулу, которая не даст ему функционировать.
На перспективу можно создавать молекулы, которые усиливают или блокируют активность белков. Это ускорит разработку противовоспалительных, противовирусных, антибактериальных препаратов.
В госкорпорации «Росатом» также возлагают большие надежды на СКИФ для решения актуальных задач в атомной энергетике, совершенствования аддитивных технологий, сварки и наплавки. Исследования планируется проводить совместно с Российской академией наук. В частности, эксперименты на синхротроне поколения 4 + помогут разработать технологию лазерной сварки современных высокопрочных титановых и алюминиевых сплавов для высокопрочных неразъемных соединений в авиа- и ракетостроении.
СКИФ легко «просветит» и образцы пород или отходов золотодобывающей промышленности, чтобы поискать в них «невидимое» золото. Также супер-рентген проникая сквозь материю «покажет» археологам, палеонтологам и историкам скрытые древние тайны.
Различие между СКИФом в Кольцово и Большим адронным коллайдером
Большой адронный коллайдер (БАК), расположенный под землей на глубине около 100 метров на территории Франции и Швейцарии — самый большой из коллайдеров такого типа. Кроме него в мире есть еще шесть коллайдеров, включая два российских: ВЭПП-4М и ВЭПП-2000. Все они занимают определенную нишу по энергии и экспериментальным возможностям, так что результаты их работы дополняют друг друга.
Говоря максимально простым для широкого круга людей языком, коллайдер — это топор, а СКИФ — скальпель, предназначенные для изучения структуры веществ. СКИФ создает источник синхротронного излучения (СИ) с энергией пучка электронов 3 ГэВ (электрон в 6 тысяч раз тяжелее, чем в состоянии покоя), периметром около 500 метров. На нем можно получать мягкое и жесткое рентгеновское излучение с рекордной плотностью излучения.
Большой адронный коллайдер — жесткофокусирующий синхротрон — это инструмент для физики элементарных частиц, для чисто фундаментальных исследований, работающий с циркулирующими в двух направлениях пучками протонов.
А СКИФ — инструмент для широкого спектра прикладных исследований, работающий с пучками электронов, циркулирующих в одном направлении. Он предназначен для широчайшего круга прикладной науки: изучение химического состава и структуры вещества, томография, исследование быстрых процессов, обработка материалов и многое другое.
Авторы
Владимир Ганчерко
Журналист
Темы