Экстремальные состояния вещества: от сжатого кристалла до плотной горячей жидкости. Как их можно применять? Чем они полезны? И как достичь такого состояния вещества? В этих вопросах разбирались участники II Всероссийской школы по газодинамике и физике взрыва Национального центра физики и математики.

Состояние веществ в экстремальных условиях рождает много фундаментальных и прикладных задач. Это задачи из области обеспечения национальной безопасности и развития современной энергетики, в том числе термоядерной. Ведь до неузнаваемости изменяется даже вода. При увеличении давления примерно до 600–700 тыс. атм из ассоциированной жидкости с очень высоким коэффициентом электрической проницаемости вода становится простой жидкостью. А при давлении в несколько миллионов атмосфер образуется полимерная структура, или полимерная вода. И это один из самых простых примеров, что происходит с веществом при экстремально высоком давлении.

«Экстремальное состояние вещества характеризуется сложнейшими физико-химическими процессами и мощными импульсными выделениями энергии. При этом вещество претерпевает многочисленные фазовые превращения — от сжатого кристалла до плотной горячей жидкости, неидеальной плазмы, от области испарения с критической точкой до малоплотных квазигазовых состояний. Внутрь такого процесса заглянуть очень сложно, есть прямые эксперименты — это методы ударного сжатия, и значительная часть исследований проводится с помощью сопоставления экспериментальных измерений с результатами численного моделирования», — рассказал сопредседатель секции НЦФМ «Газодинамика и физика взрыва» член-корреспондент РАН Игорь Ломоносов.

Кроме обзорной лекции Игорь Ломоносов провел для молодых специалистов научный семинар «Физика экстремальных состояний вещества: эксперимент, теория, практика», на котором рассказал об эволюции экспериментальных и теоретических подходов к исследованию свойств вещества при экстремальных давлениях и температурах, от первых экспериментов до современных методов.

«Школа прошла в экстремально теплой, хорошей атмосфере. За это время нам удалось рассмотреть практически все ключевые направления и задачи, которые перед нами стоят в этой области. Мы набрали хороший темп развития, и, на мой взгляд, одна из главных задач — сохранить этот темп и выйти на новые уровни. Превосходить мировой уровень — это то, для чего создан Национальный центр физики и математики», — отметил Игорь Ломоносов.

Всего за четыре дня студенты и молодые ученые со всей страны посетили 24 лекции от ведущих ученых Российской академии наук и Российского федерального ядерного центра — ВНИИЭФ. Также участники школы представили собственные стендовые доклады.

«Меня порадовало, что много молодых ребят привезли очень хорошие стендовые доклады. Есть смена, есть школа. Здесь поднимаются очень сложные вопросы. Во всех докладах есть много нерешенных проблем, это значит, что нужно работать, работать и работать. Мне кажется, эта школа дает толчок, дает прогресс, импульс для того, чтобы развиваться дальше и дальше», — поделился начальник научно-исследовательской лаборатории ИФВ РФЯЦ-ВНИИЭФ Николай Невмержицкий.

Один из докладов представил Алексей Студенников из новосибирского Института гидродинамики им. Лаврентьева СО РАН. Тематика школы НЦФМ почти полностью совпадает с научным направлением аспиранта третьего курса — химфизика горения, взрыв, экстремальное состояние вещества.

«Более того, мое направление диссертационного исследования тоже совпадает с тематикой данной школы, поэтому это идеальный формат мероприятия для меня. Во-первых, это, конечно, встреча с коллегами из ядерного центра, потому что встретиться с ними достаточно сложно. А второй важный аспект — здесь собирается достаточно широкий круг специалистов в моей области. Ввиду того, что она не очень популярная, местами где-то даже закрытая, этот формат мероприятия позволяет не только обменяться опытом, но и получить много новых данных. Некоторая уникальная информация, которая здесь доносится, — на других конференциях о таком не говорят», — рассказывает Алексей Студенников.

Молодой ученый работает над проектом Сибирского кольцевого источника фотонов — СКИФ. Именно об этом он рассказывал старшим коллегам на научной школе НЦФМ.

«Мы строим там станцию 1–3 «Быстропротекающие процессы». Эта станция — новый вызов физике взрыва с точки зрения синхронных исследований, нейтронов в том числе. Моя роль в проекте — это координация изготовления экспериментального оборудования, монтаж, пусконаладка этого оборудования. Сейчас мы переходим к этапу монтажа. И вот к концу 2025 года мы должны начать запускать ее в эксплуатацию. И возможно, в содружестве с Саровом, с ВНИИЭФ мы начнем там работать», — пояснил Алексей Студенников.

Кроме лекций и научных семинаров участники школы посетили с экскурсией экспериментальный комплекс Института экспериментальной газодинамики и физики взрыва РФЯЦ-ВНИИЭФ, познакомились с историей атомного проекта и города Сарова.

Школа по газодинамике и физике взрыва НЦФМ проходила с 25 по 28 марта 2025 года при поддержке «Росатома» и Института экспериментальной газодинамики и физики взрыва РФЯЦ-ВНИИЭФ.

Фотографии с мероприятия можно найти по ссылке.