Лето археологических сенсаций

Сразу несколько археологических находок в «Стране городов» сделали учёные ЧелГУ совместно со студентами историко-филологического факультета.

Зольник в поселении Степное

Археологическая экспедиция провела раскопки на территории объекта культурного насле- дия федерального значения «Поселение и могильник Степное» в Пластовском районе Челябинской области. Объектом исследований послужил «зольник», находившийся при укреплённом поселении аркаимского типа. «Зольники представляют собой территорию при поселениях вне пространства жилищ, где в качестве культурного слоя выступает скопление белого или серого пылевидного грунта, напоминающего золу или пепел (отсюда и название), насыщенное различными артефактами», – объясняет директор учебно-научного центра изучения проблем природы и человека ЧелГУ Елена Куприянова.  Уникальность объекта при поселении Степное в том, что это первый достоверно установленный и исследовавшийся зольник при укреплённом поселении так называемой «Страны городов». Он расположен за границей оборонительных сооружений поселения – между ним и могильником. 

«Первой неожиданностью раскопок стало то, что в слое зольника, отдалённом от предполагаемого жилища, содержалась керамика всех периодов бронзового века, представленных на этой территории – петровская, алакульская, черкаскульская, саргары-алексеевская культуры, – отмечает Елена Куприянова. – Это означало, что территория зольника использовалась на протяжении как минимум шести-семи столетий, причём не только жителями укреплённого поселения, а населением соседних территорий. Основная масса находок связана с аркаимским временем». Учёные предположили, что находки на зольнике Степного и его территория могли использоваться для проведения альтернативных погребальных ритуалов. Кроме того, погребальные обряды в могильниках проводились в тёплый период времени, а тела умерших в холодное время года должны были хранить где-то до наступления тепла. Если это так, то постройки за пределами поселения могли являться своеобразными «домами мёртвых». Раскопки помещения отчасти подтвердили эту версию. Был исследован край котлована помещения, окружённый столбовыми ямками от каркасных конструкций стен. У внешней стены за пределами постройки обнаружено погребение младенца с сосудом синташтинской культуры на правом боку, что не характерно для обряда, поскольку большинство погребённых в могильниках лежит на левом боку.

«Нас потрясла находка, сделанная внутри постройки, – говорит Елена Владиславовна. – У стены помещения обнаружено частично нарушенное погребение взрослого человека (предварительно – мужчина небольшого роста), с наконечником стрелы и сосудом, посыпанным охрой. Человек лежал вытянуто на спине. Форма сосуда, детали обряда (использование охры, положение погребённого) позволяют отнести погребение к ямной культуре бронзового века. Сверху и постройка, и погребение в ней были перекрыты слоем всё того же зольника». Погребение ямной культуры можно считать погребением одного из первых строителей «Страны городов». В следующие годы раскопки зольника у Степного будут продолжены и, вместе с результатами естественнонаучных анализов, помогут пролить свет на многие вопросы археологов. 

Поселение Верхнеуральское 

Совместная археологическая экспедиция учебно-научного центра изучения проблем природы и человека ЧелГУ и музея-заповедника «Аркаим» обнаружила и обследовала новое, ранее неизвестное укреплённое поселение так называемой «Страны городов», сохранившееся в уникальном состоянии. Оно было обнаружено при работе с космоснимками долины реки Урал археологом, главным хранителем музея-заповедника «Аркаим» Алексеем Страховым. Объект занимает останец, окружённый старицами, оставшимися от меандрировавшего, менявшего своё течение, русла реки Урал в верховьях Верхнеуральского водохранилища. Археологической разведкой был снят его топографический план, проведена аэросъёмка и заложены шурфы для определения границ распространения археологических находок. В одном из шурфов был обнаружен обломок сосуда синташтинской культуры, которая была распространена в урало-казахстанской степи четыре тысячи лет назад.

Также среди находок на поселении – фрагменты других керамических сосудов, кости животных, каменные орудия. «Верхнеуральское поселение, так же, как и известные – Аркаим и Синташта, было возведено по заранее продуманному плану и имело правильную планировку, – отмечает доцент историко-филологического факультета Фёдор Петров. – Первоначально на этом месте было построено крупное укреплённое поселение овальной планировки размером 240х150 метров. Затем поверх него было возведено квадратное, которое, судя по всему, неоднократно перестраивалось. И, наконец, после завершения его существования на этом месте возник неукреплённый посёлок, состоявший из нескольких крупных домов, от которых сохранились обширные жилищные впадины». 

Новое укреплённое поселение свидетельствует, что на территории Челябинской области вероятность открытия новых памятников эпохи Аркаима достаточно высока. Новые исследования существенно расширяют наши знания об индоевропейской культуре скотоводов и металлургов бронзового века, развивавшейся на территории Южного Урала в конце третьего – начале второго тысячелетий до н. э. «Населявшие это поселение люди были похожи на многих из нас – уверен Фёдор Петров. – Они имели европеоидный облик и говорили на одном из индоевропейских языков. Основой их хозяйства были стада коров и овец, табуны лошадей. Их общество было весьма сложным и высокоразвитым для своего времени, в нём выделяются три группы элиты: военная, жреческая и ремесленная. Эти люди строили хорошо организованные укреплённые посёлки; их лучники и копейщики, возглавляемые военными предводителями на колесницах, контролировали значительные степные пространства; жрецы совершали сложные ритуалы, а ремесленники создавали богатую и разнообразную материальную культуру, остатки которой находят археологи в ходе своих исследований». 

Селище Нижнеуспенское

Объект эпохи бронзы расположен в Варненском районе, недалеко от села Успенское. По словам директора учебно-научного центра изучения проблем природы и человека ЧелГУ Елены Куприяновой, в 60-х годах прошлого века, в процессе разведочных работ учитель истории школы № 96 (ныне – гимназия) Фёдор Фомин вместе со своими учениками открыл на этом месте селище Нижнеуспенское. Школьная экспедиция обнаружила при раскопках металлургический шлак, керамику и кремневые отщепы. В реестре объект был записан как памятник, и никакие работы на этом месте больше не производились.

«Некоторые открытия делаются «сидя на диване», – говорит Елена Куприянова. – Этим летом заведующая отделом археологии, этнографии, современной и исторической экологии ЧелГУ Наталья Батанина при изучении аэрофотоснимков обнаружила вокруг поселения подозрительные конструкции, напоминающие укрепления, подобные оборонительным сооружениям поселений «Страны городов». В разведочном выезде нашими археологами была собрана керамика бронзового века, в том числе аркаимского периода, что позволяет точно датировать поселение XXI-XVIII вв. до н.э.». 

Сейчас учёные производят съёмку плана местности и геофизические исследования, которые должны дать представления о конфигурации и архитектуре поселения. По словам археологов, которые основываются на данных аэрофотоснимков, оно не круглое, как Аркаим и Синташта, а скорее, прямоугольное или овальное. Жилищные впадины расположены рядами, как на поселении Степное, но на местности этого не видно, поскольку многие десятилетия территория активно вспахивалась Кроме того, учёные предполагают, что поселение многослойное. Это значит, что после его постройки в аркаимское время оно использовалось населением более поздних археологических культур. «Новое поселение очень хорошо вписывается в лакуну, существующую между южными поселениями «Страны городов» и двумя самыми северными – Степным и Черноречьем, – сообщает Елена Куприянова. – Археологи давно подозревали, что на этом «белом пятне» карты должны располагаться другие неизвестные поселения аркаимского типа, но долгие годы тщательные пои ски не давали результатов. Это открытие – большой прорыв в изучении синташтинской культуры. Каждый новый открытый памятник приближает нас к более точному пониманию феномена так называемой «Страны городов»: как происходило расселение ранних индоевропейцев по Уралу, как менялась архитектура». 

Материал подготовила Нина Басова, фото Елены Куприяновой, Надежды Плешановой, Надежды Малой

Тайна гигантской магнитострикции

Старший преподаватель кафедры физики конденсированного состояния Мария Матюнина в составе научной группы под руководством профессора Василия Бучельникова занимается изучением свойств сплавов «железо-галлий». Ей, как никому другому, многое известно о загадочных свойствах этих материалов. Частичкой своего знания физик ЧелГУ поделилась с читателями «Университетской набережной».

Мария, в чём особенности сплавов Fe-Ga, которые вы изучаете? 

Сплавы «железо-галлий» относятся к магнитострикционным. Это значит, что при внешнем воздействии, например, магнитного поля или прикладываемого напряжения, меняются линейные размеры магнетика вследствие изменения его магнитного состояния. Происходит удлинение образца, а объём остаётся тем же. Это явление и называется магнитострикцией. Причём, когда мы убираем воздействие, сплав возвращается к своей форме. Концентрационная зависимость магнитострикции в сплавах Fe-Ga демонстрирует двухпиковое поведение и достигает в малых магнитных полях значений порядка 0.04 % (для сравнения: магнитострикция железа составляет 0.003 %). 

Железо – магнитный элемент, а галлий – немагнитный. На первый взгляд может показаться, что при их сплавлении магнитные свойства должны теряться. Но этого не происходит, они, наоборот, усиливаются. В этом главная загадка магнитострикции сплавов Fe-Ga!

Где может пригодиться это качество?

Прежде всего, сплавы Fe-Ga востребованы в электронных приборах в качестве датчиков, в микроэлектромеханических системах в качестве магнитострикционных приводов и в сенсорных устройствах. Например, в качестве поворотного актуатора для увеличения точности и диапазона работы оптических систем в 3D-принтерах, системах управления и оптических детекторах. Линейное перемещение магнитострикционного актуатора осуществляется за счёт изменения формы материала под воздействием магнитного поля. Магнитострикционные материалы не деградируют со временем и не боятся перегрева, при прекращении внешнего воздействия восстанавливают свои свойства и линейные размеры. 

А недавно я обнаружила, что Fe-Ga рассматривается как перспективный материал для применения в биомедицинских технологиях.

Как давно физикам известно явление магнитострикции?

Явление магнитострикции было открыто Джеймсом Джоулем в середине XIX века и длительное время изучалось в металлах, сплавах и соединениях на основе железа. Рекордные значения были обнаружены в соединениях железа с редкоземельными элементами тербием и диспрозием (0,2%). Однако широкому применению в технике этих соединений препятствуют низкие механические характеристики, высокая стоимость и высокая магнитная анизотропия. 

Гигантские значения магнитострикции в сплавах Fe-Ga, обнаруженные в 2000-х годах, дали новый толчок к исследованию магнитных материалов. На сегодняшний день системы Fe-Ga – лидер в магнитострикционных материалах, не содержащих редкоземельные элементы. 

При помощи каких методов вы изучали явление магнитострикции в сплавах Fe-Ga?

Моя диссертационная работа основана на исследовании свойств различных кристаллических структур сплава Fe-Ga при помощи теории функционала плотности и метода Монте-Карло. 

Что было самым сложным в вашей работе?

Сложными были расчёты постоянных магнитострикции. Для того, чтобы полученные данные были адекватными, моделируемая кристаллическая решётка должна быть достаточно большой. Но пока ресурсы вычислительного кластера ЧелГУ ограничены. В связи с этим, к сожалению, расчёты магнитострикции занимают большое количество времени. Благодаря программе, написанной профессором Владимиром Соколовским, нам удалось при помощи моделирования методом Монте-Карло получить температурную зависимость намагниченностей сплавов Fe-Ga и оценить температуры Кюри.  

Кроме того, параллельно мы оценили величину магнитокалорического эффекта в сплавах Fe-Ga, однако из-за высоких значений температуры Кюри данный материал уступает по магнитокалорическим характеристикам сплавов Гейслера. А вот магнитострикционные свойства у сплава Fe-Ga, напротив, проявляются в широких диапазонах температур (от минус 20 до плюс 80 градусов по Цельсию).

В каком направлении будут дальше двигаться исследования, посвящённые Fe-Ga?

Сегодня мы продолжаем исследовать зависимость величины магнитострикции от фазового состава, переключив внимание на область высоких концентраций. При концентрациях Ga выше 25 атомных процентов в сплаве, атомы Gа замещают атомы железа на его регулярных позициях. И нам важно понять, какое пространственное расположение атомов будет в большей степени способствовать усилению магнитострикции. Одно из направлений исследований будет касаться вопроса увеличения магнитострикции. Например, с этой целью в сплав можно добавить небольшое количество редкоземельных элементов. Следующим этапом наших исследований будут также расчёты температурной зависимости магнитострикции. 

Мы надеемся, что добавка третьего элемента в сплавы Fe-Ga приведёт к появлению в них полуметаллического ферромагнитного поведения. Это свойство позволяет использовать такие сплавы в новом актуальном направлении физики конденсированного состояния – спинтронике. Думаю, хорошим подспорьем в этой работе будет грант, который в этом году выиграла наша научная группа. В этом направлении уже сделаны первые шаги. Так, нами показано, что добавка родия в сплавы Fe-Ga приводит к высокой спиновой поляризации на уровне Ферми. 

Кто из ваших коллег входит в научную группу, которая занимается изучением магнитострикции сплавов Fe-Ga?

Изучением магнитострикции сплавов Fe-Ga в ЧелГУ занимается научная группа под руководством профессора Василия Бучельникова, в которую, кроме меня, входят профессор Владимир Соколовский, доценты кафедры радиофизики и электроники Михаил Загребин и Оксана Павлухина. Так получилось, что у меня период активной работы над кандидатской диссертацией совпал с получением нашей командой гранта, по условиям которого мы сотрудничали с экспериментальной группой из МИСИС под руководством профессора Игоря Станиславовича Головина. Все наши теоретические расчёты согласуются с экспериментальными исследованиями.

Насколько ваша тема популярна среди физиков?

Помимо московской группы профессора Головина, изучением сплавов Fe-Ga занимаются наши коллеги из научной группы под руководством Юрия Николаевича Горностырёва из Института физики металлов имени М. Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук в Екатеринбурге.  К слову, с Юрием Николаевичем мы стали плотно сотрудничать уже после моей защиты. А вообще в мире интерес к теме магнитострикции сплавов Fe-Ga очень высок среди учёных разных стран, в частности, в Китае, США, Австралии, и т. д.


НАТАЛЬЯ ЧАНОВА

Фото ИЗ АРХИВА ГЕРОЯ

О молодежных лидерах и доверии

Два исследовательских проекта Челябинского государственного университета в сфере общественно-политических наук получили финансовую поддержку Минобрнауки России. Отбор проводился Экспертным институтом социальных исследований (ЭИСИ), Министерством высшего образования и науки РФ и Российской академией наук. В списке победителей — 74 проекта из более чем 850 поступивших заявок. Общий объём поддержки составит почти 200 млн рублей.

Отбор научных проектов, который мы совместно с Минобрнауки РФ и РАН провели в этом году, характеризуется безоговорочной актуальностью исследований для социально-политического развития России. Для ЭИСИ особенно важно поддерживать учёных, которые получают результаты, ориентированные на практическое применение. Большинство проектов, прошедших отбор, были именно такими», — сообщила исполнительный директор ЭИСИ Анна Федулкина.

Исследовательский проект «Молодёжные политические лидеры в современной России: личностно-профессиональный потенциал и каналы рекрутирования» кафедры политических наук и международных отношений историко-филологического факультета ЧелГУ получил поддержку Экспертного института социальных исследований в размере более 2,8 млн рублей.

Флагманами проекта стали профессор кафедры Антонина Селезнёва и заведующий кафедрой Василий Зорин. В команду исследователей вошли аспиранты и магистранты-политологи ЧелГУ и МГУ им. М. В. Ломоносова.

«В политическом пространстве в нашей стране наблюдается тенденция вовлечения представителей сферы молодёжной политики в пространство публичной политики, – комментирует Антонина Селезнёва. – Например, в 2021 году лидеры крупных волонтёрских и иных молодёжных организаций и движений стали депутатами Государственной Думы Федерального Собрания VIII созыва. Это новое явление для нашей политической реальности, которое требует изучения и осмысления. Наш проект направлен на изучение личностно-профессиональных особенностей молодёжных политических лидеров, технологий их рекрутирования и карьерных траекторий в пространстве публичной политики и государственном управлении современной России. Мы планируем провести 50 глубинных интервью с лидерами из сферы молодёжной политики – представителями федеральных и региональных органов законодательной и исполнительной власти, молодёжных общественных организаций и отделений политических партий, молодёжных парламентов, правительств, общественных палат, избирательных комиссий, участников федеральных и региональных лидерских конкурсов. У нас запланирован также экспертный опрос, который позволит определить факторы стимулирования и торможения развития молодёжного политического лидерства в современной России.

Наш проект, безусловно, носит практикоориентированный характер. Во-первых, мы изучаем реальные процессы элитообразования в нашей стране путём проведения эмпирического исследования и последующего концептуального осмысления его результатов. Во-вторых, полученные результаты исследования и сформулированные на их основе конкретные рекомендации могут стать теоретическим фундаментом для выработки эффективных механизмов реализации молодёжной политики в нашей стране, совершенствования технологий поиска, отбора, развития и сопровождения политической карьеры молодёжных лидеров, для оптимизации кадровой политики на федеральном и региональном уровнях».

Над ещё одним проектом, получившим поддержку около 1,5 млн рублей, работает научный коллектив института экономики отраслей, бизнеса и администрирования ЧелГУ. В состав проектной группы вошли кандидаты экономических наук Дарья Бенц и Ирина Белова, аспиранты кафедры экономики отраслей и рынков Максим Казадаев и Дарья Руденко, а также студент четвёртого курса Игорь Кабаев. Все члены научного коллектива имеют опыт проведения научных исследований, активно публикуют результаты своих работ.

«С проектом «Доверие к социально-политическим институтам и органам власти в образовательной среде» мы нацелены получить новое научное знание о влиянии факторов на формирование доверия к общественным институтам и институтам власти (на примере Челябинской области, сферы высшего образования), а также разработать научно обоснованную методику оценки уровня доверия к общественным и государственным институтам, – комментирует руководитель исследовательской группы Дарья Бенц. – Одной из задач ставим определение диспропорций в сфере развития высшего образования, сложившихся по причине низкого доверия к определённым общественным (образование, здравоохранение и пр.) и государственным институтам. Разработаем перечень рекомендаций для высших учебных заведений, для органов власти (на региональном и муниципальном уровнях), позволяющих нивелировать найденные диспропорции. Студенты, преподаватели, сотрудники высших учебных заведений – это те лица, которым отводится не последняя роль в распространении информации, в формировании той идеологии, которая должна быть созидательной. Тем временем это тот сегмент общества, который в силу своей профессиональной специфики или же принадлежности к определённой среде способен мыслить, применяя объективные методы познания. И чаще именно у таких людей формируется способность к критическому мышлению. Поэтому если государство ставит задачу формирования корректных ценностных ориентиров, то не последнюю надежду нужно возлагать на субъекты высших учебных заведений. Именно мы становимся тем «транслятором», рупор которого общество может услышать. Следовательно, «нащупать» конкретные настроения в отношении доверия к общественным и государственным институтам в образовательной среде, определить конкретные факторы, формирующие это доверие, – задача вполне актуальная».

Анастасия Куренкова

Наследие культур

В музее-заповеднике «Коломенское» состоялось торжественное открытие выставки «Перекрёсток миров. Аркаим». Инициатором проекта выступил музей археологии и этнографии Челябинского государственного университета.

В залах дворца царя Алексея Михайловича представлены ярчайшие археологические находки южноуральских памятников бронзового века: Аркаима, Синташты, Степного, Каменного Амбара, Солнца II и других, а также документы, фотографии, полевые журналы, археологические инструменты и работы художников, нашедших вдохновение в «Стране городов». Большая часть представленных экспонатов привезена из фондов музея археологии и этнографии ЧелГУ. Также предметы прибыли из Государственного исторического музея Южного Урала, историко-культурного заповедника «Аркаим» и музея ЮУрГУ. Для размещения экспозиции организаторами было предоставлено три больших выставочных зала, в которых четыре дня шла работа по монтажу. Само открытие стало большим событием: на торжественную часть прибыли гости из российских музеев, представители науки, культуры и искусства. Первым мероприятием был круглый стол, где участники обсудили проблемы подачи археологического материала в экспозициях. Экскурсию по выставке провела одна из первых учёных, исследовавших Аркаим, Светлана Зданович. «Из нашего музея на выставку приехал целый ряд уникальных артефактов, включая знаменитый ритуальный кинжал и свежие находки археологических экспедиций, – поделилась хранитель фондов музея археологии и этнографии ЧелГУ Надежда Плешанова. – Мы получили огромный опыт, увидели свои возможности и моменты, которые стоит проработать и улучшить. Очень почётно было представить археологию Урала в столице нашей родины! Выставку мы посвятили, в том числе, памяти нашего учителя Геннадия Борисовича Здановича». Экспозиция будет работать в Коломенском до 11 сентября.

Инна Голованова

Тайны энеолита

Археологи ЧелГУ провели раскопки стоянки эпохи энеолита. В Карталинском районе Челябинской области прошла самая масштабная по количеству участников и объёму исследуемой площади со времён раскопок Аркаима археологическая экспедиция.

Студенты историко-филологического факультета работают на раскопках стоянки эпохи энеолита «Михеевская 2», которые проводит Учебно-научный центр изучения проблем природы и человека. Также в экспедиции проходят практику студенты факультета экологии ЧелГУ, студенты исторических специальностей Омского государственного педагогического университета, Уральского федерального университета. В отряде много волонтёров из разных городов России. 

«Энеолитические стоянки – относительная редкость для нашего региона, – комментирует директор Учебно-научного центра изучения проблем природы и человека Елена Куприянова. – Археологи ЧелГУ исследовали их раньше только разведочным способом, для специалистов университета это первые раскопки подобного памятника и первая масштабная энеолитическая коллекция, которая будет передана в музей ЧелГУ. Каждый день на раскопках находятся десятки артефактов – каменные орудия, керамика, свидетельства древней каменной индустрии. Одна из самых интересных находок – кости мелкого копытного со следами надрезов каменными орудиями. Пока нерешённой загадкой остаются находки нескольких фрагментов керамики позднего бронзового века, отдалённого от энеолита более чем на тысячу лет. Возможно, в дальнейшем будут обнаружены и объекты эпохи бронзы».

Кроме изучения методики раскопок, студенты наблюдают и изучают работу с различным современным оборудованием – нивелирами, тахеометром, квадрокоптером. В один из выходных сотрудник Свердловского областного краеведческого музея, археолог Евгения Гончарова, провела для желающих мастер-класс по древней каменной индустрии. Все участники вживую наблюдали, какими способами наши предки изготавливали древнейшие виды орудий, и сами могли попробовать поработать копиями древних инструментов, сделать отщепы, скребки из кремня. 

Ульяна Романова

Загадка дыры

Космическое пространство во все времена волновало умы людей. С момента полёта Юрия Гагарина в космос прошло уже больше 60 лет. Сегодня технологии по изучению планет и наблюдению за звёздами, кажется, близки к своему пределу, но вместе с развитием разработок множатся и заблуждения. Доцент кафедры общей и теоретической физики физического факультета Сергей Замоздра объяснил, как относиться к новостям о метеоритах и почему изучение космоса – одна из важнейших целей человечества.

На Землю каждый день падают астероиды?

Речь идёт, конечно, не об астероидах. Астероид – это тело больше 10 метров. А такие тела как раз-таки частично долетают до Земли, то есть нас должны «бомбить». Но этого же не происходит? Падают не астероиды, а метеороиды, которые сгорают в верхних слоях атмосферы.

Как относиться к новостям про астероиды? Для начала нужно внимательно посмотреть оценки профессиональных учёных, которые обязательно должны следить за такими объектами. Автоматические телескопы сейчас помогают также легко сканировать небо при хорошей погоде и отслеживать быстро передвигающиеся тела. Массу и размер таких объектов стараются оценить сразу. Поэтому, когда мы читаем новости, нужно обращать внимание на примерный размер тела и минимальное расстояние до него, что, как правило, оказывается больше, чем расстояние до Луны. Большинство объектов, о которых сейчас шумят учёные, пролетают дальше, чем расположен естественный спутник Земли. Объекты могут быть большие – 100-200 метров, но они безопасны. Следовательно, такой шум – это обычный подогрев интереса, чтобы люди не забывали, что там, в космосе, что-то двигается и меняется.

Чёрные дыры опасны?

Опасность дыры именно в том, что если вы перейдёте за горизонт событий, то назад не вернётесь. В чёрную дыру можно попасть только один раз. Есть, конечно, версия, что где-то существует белая дыра, что есть выход в другую Вселенную, но этого ещё никто точно не знает и не проверял. Поэтому она не опасна, если туда не нырять. Также опасения может вызвать то, что падающее в дыру вещество нагревается и светится. В неё входит газ, который есть в межзвёздной среде, падают разорванные звёзды, планеты, и всё это, как в гигантском круговороте, истирается, нагревается и светится. И свечение оттуда может идти достаточно жёсткое: гамма, рентген, ультрафиолет. Данные излучения опасны.

Чёрная дыра может превратить космонавта в лапшу?

Да, конечно. Исходя из законов тяготения, мы можем сказать, что гравитационное ускорение зависит от расстояния, то есть чем ближе к центру тяготения, тем больше ускорение. Поэтому, если ноги будут ближе к чёрной дыре, они будут быстрее падать, и тело будет растягиваться. Это явление называется спагеттификация. Причём это явление более выражено вблизи маленьких чёрных дыр. Они очень легко разрывают всё, что рядом: планеты, звёзды. А так называемые сверхмассивные чёрные дыры, которые в миллионы раз больше массы Солнца, просто заглатывают тела целиком.

Юпитер не имеет твёрдой поверхности, но является планетой?

Да, на Юпитер мы не можем высадиться, но можем летать на каких-то дирижаблях, потому что сверху довольно плотная атмосфера. Мы можем найти такую глубину, на которой нашим дирижаблям, самолётам там будет удобно летать. Это всё реально. Наши летательные аппараты при каком-то дополнительном защитном оборудовании могут там перемещаться.

Планетой считаются все крупные массивные тела, у которых нет термоядерных реакций. А если термоядерная реакция есть, то объект считается звездой. Тело большое, массивное, в форме шара – планета. Если там настолько жарко, что зажигаются термоядерные реакции, тогда это звезда, а если форма неправильная и объект меньше планеты – это астероид.

Меркурий – самая горячая планета?

В Солнечной системе – да, но нужно учесть нюанс, что у Меркурия самая горячая только дневная сторона, а ночная сторона успевает остыть, и этот контраст из-за отсутствия атмосферы очень большой. Но ещё есть Венера, которая покрыта толстым слоем атмосферы, поэтому у неё днём и ночью примерно одинаковая температура, по Цельсию это примерно +460°С градусов.

В космосе холодно?

Самые холодные места во Вселенной находятся вдали от звёзд, в очень плотных межзвёздных облаках, называемых глобулами. Их недра скрыты от межзвёздного ультрафиолета плотными слоями пыли и газа. Температура там достигает -270°С градусов Цельсия. Это самое холодное место. Очень горячее место – межгалактический газ: 10 миллионов градусов. Есть ещё более горячие места: например, возле небольшой чёрной дыры. У космоса нет определённой температуры – он полон контрастов, всё зависит от конкретного местоположения и удалённости от звёзд.

В космосе нет звука?

Звук возможен, но с очень большой длиной волны. Естественно, частота будет низкой. Если у нас частота 1 Гц в секунду, то за эту секунду звуковая волна пройдёт 330 метров в воздухе. В космосе такие волны распространяться не смогут, они будут затухать, потому что газ очень разрежённый. А вот волны в миллиард километров там могут распространяться, что, конечно, зависит от температуры и плотности межзвёздной среды. Шум космоса можно получить, записав звук на какой-нибудь очень мощный микрофон, а потом сильносильно сжать по частоте. Даже существуют такие увлечения у астрономов, поэтому мы можем услышать, как звучат планеты.

Человек состоит из тех же элементов, что и звёзды?

Всё верно. Люди – потомки звёзд. Когда-то во Вселенной были в основном водород и гелий – эти элементы попали в первые звёзды. Эти звёзды народили тяжёлые элементы, включая железо. Произошёл взрыв, во время которого происходит соударение атомных ядер, и тогда возникли тяжёлые элементы, например, золото и уран. После взрыва всё рассеялось, а из насыщенного элементами газа появились планеты. Поэтому можно сказать, что человек появился из звёзд.

Зачем человечеству изучать космос?

Самое главное, что я вижу в последнее время, что изучение и освоение космоса – это условие выживания человечества. Не потому, что там есть что-то, что нам сильно требуется, а потому, что это достойная цель для людей. Вместо того чтобы мы занимались внутривидовой борьбой, войнами и конфликтами, нужно, чтобы люди объединились и двигались к достижению единой цели. Конечно, при наличии общей угрозы было бы проще: мы бы пошли против инопланетян, объединили усилия и сражались. Но инопланетян нет, поэтому остаётся решать глобальные задачи, например, освоить Луну, Марс. Освоение космоса даёт нам общую цель, которая хотя бы частично потушит все внутренние конфликты.

Дарья Серебрякова 

Максим Беленков: Современная наноэлектроника нуждается в новых материалах

Физики Челябинского государственного университета уже давно занимаются изучением графена.

Аспирант кафедры радиофизики и электроники Максим Беленков несколько лет погружён в эту перспективную тему, а сейчас молодой учёный исследует полиморфные разновидности функционализированного графена, черпая вдохновение в исследованиях своего отца – безвременно ушедшего в прошлом году профессора кафедры физики конденсированного состояния Евгения Беленкова.

Максим, почему именно графен?

Графен привлекает внимание исследователей благодаря множеству интересных качеств, которые делают практически все его модификации перспективными материалами для применения в различных областях. Среди свойств графена – замечательная электропроводность и теплопроводность, эластичность, почти полная оптическая прозрачность. Графен прочен, он в 200 раз прочнее стали. И это далеко не все свойства графена! В целом, даже свойства самого графена достаточно удивительны, чтобы о них можно было долго говорить, и именно это делает его перспективным материалом для модифицирования, в частности – для функционализации. Например, в 2018 году было обнаружено наличие сверхпроводимости в двухслойном графене с взаимным поворотом слоёв на 1.1 градуса.

Где применяются полиморфные разновидности функционализированного графена, который вы исследуете в своей научной работе?

Мы с коллегами изучаем электронные свойства полиморфных разновидностей функционализированного графена. Этот материал нужен при создании самых разнообразных высокопроизводительных электронных устройств. Но потенциальные области применения исследованных нами разновидностей графена не ограничиваются электроникой. К примеру, графан, то есть графен, функционализированный водородом, может применяться для хранения водорода.  А фторографен может применяться для создания биомаркеров, датчиков газа и смазочных материалов. И это далеко не полный перечень возможных областей применения полиморфных разновидностей функционализированного графена, исследования которых ведутся учёными по всему миру, в том числе и в ЧелГУ.

Ваше исследование уже получало грант РФФИ в 2020 году. Каких результатов удалось достичь?

Мы исследовали структуры и электронные свойства новых полиморфных разновидностей функционализированного графена. Кроме изучения структуры и электронных свойств полиморфных разновидностей графена, функционализированных неуглеродными атомами, проводилось моделирование зависимости свойств от концентрации атомов фтора, а также расчёт структуры кристаллов из монослоёв фторографена, для которого был разработан новый метод и написана программа. В соответствии с полученными данными, был сделан ряд выводов, в том числе о том, что энергия сублимации изученных соединений зависит от степени деформированности структуры в сравнении с идеальной. Чем больше деформация структуры, тем меньше её энергия сублимации. Чем меньше энергия сублимации, тем менее устойчиво соединение. Результаты исследования были представлены в докладах на конференциях и опубликованы в ряде статей. Новая работа, уже по гранту ЧелГУ, продолжает начатые ранее исследования по изучению электронных свойств модификаций графена.

Какие свойства графена вам удалось получить и как их можно использовать на практике?

Обычный слой графена, при всей его замечательной электропроводности, не имеет запрещённой зоны. А для использования материала в наноэлектронике необходимо добиться её наличия. Именно запрещённая зона определяет электрическую проводимость материала. В ходе проведённого моделирования свойств различных разновидностей графена, функционализированного неуглеродными атомами, был не только достигнут успех в создании запрещённой зоны, но рассчитаны структура, а также электронные свойства различных разновидностей функционализированного графена. Таким образом, наше исследование – это важный шаг в применении графена при создании различных наноэлектронных устройств.

Как проходил сам процесс модификации графена?

В качестве основы для модификации использовались ранее исследованные структурные разновидности графена. Неуглеродные атомы присоединялись к слоям с двух сторон, чтобы сохранить двумерную структуру листа графена. Не все соединения оказались устойчивыми при присоединении неуглеродных атомов: ряд структур распался на отдельные атомы. В ходе исследований рассматривались лишь соединения с устойчивой структурой.

С какими сложностями в процессе изучения и изменения свойств графена довелось столкнуться?

В ходе исследования возникла необходимость расчёта структуры кристаллов, составленных из слоёв функционализированного фтором графена. Использованные ранее методы плохо подходили для расчётов молекулярных кристаллов, трёхмерная структура которых формируется силами Ван-дер-Ваальса. Поэтому возникла необходимость разработки нового метода расчётов, комбинирующего имеющиеся методы. Далее возникла проблема отсутствия необходимых коэффициентов для исследуемых материалов, поэтому коэффициенты были самостоятельно найдены из набора практических данных, а затем результаты расчётов с найденными коэффициентами были сопоставлены с практическими исследованиями, что позволило подтвердить корректность метода для данного набора атомов.

Каких важных результатов уже удалось достичь?

Закон Мура гласит: «Количество транзисторов, размещаемых на кристалле интегральной схемы, удваивается каждые 24 месяца». Речь идёт о тех самых элементах, которые используются сегодня в цифровой электронике, применяемой нами в повседневной жизни. Это и элементы компьютеров, и смартфоны, и видеокамеры, и многое другое. Согласно закону Мура, размеры элементов будут продолжать уменьшаться, а значит, человечеству необходимы новые материалы, которые будут удовлетворять потребностям электроники. Наши исследования направлены среди прочего на изучение электронных свойств разновидностей функционализированного графена. В частности – на создание запрещённой зоны в графене, что позволит использовать исследованные материалы в электронике и сможет обеспечить дальнейшее соблюдение закона Мура. Кроме того, у нас в ЧелГУ разработан новый метод расчётов структуры кристаллов, для которых не подходят имеющиеся методы. Все исследованные разновидности обладают различными свойствами, что может обеспечить их применение в различных областях.

Наталья Чанова,
фото Анастасии Куренковой

Новый «царь минералов»

Структуры и электронные свойства разновидностей нитрида бора – соединения, во многом напоминающего алмаз, прежде всего по прочности, исследует старший преподаватель кафедры химии твёрдого тела и нанопроцессов химического факультета ЧелГУ Дмитрий Ряшенцев.

Полиморфных модификаций нитрида бора может быть обнаружено много, и уже сегодня химик ЧелГУ под руководством декана факультета, профессора Владимира Бурмистрова нашёл их порядка двадцати.

«Нитрид бора заинтересовал меня прежде всего как ближайший изоэлектронный аналог углерода. Атомы бора и азота в кубическом нитриде бора распложены таким же образом, как и атомы углерода в алмазе, – поясняет Дмитрий Ряшенцев. – По шкале твёрдости Мооса этот материал стоит на втором месте после алмаза, но в чём-то нитрид бора даже лучше «царя минералов»: этот искусственно созданный материал не растворяется в металлах при высоких температурах, более химически устойчив, практически не склонен к абразивному износу и окислению».
 
Благодаря своей прочности и свойствам, нитрид бора уже сейчас находит применение в самых разных областях. Например, для изготовления особо крепких керамических изделий. Материал может служить достойной заменой алмазным напылениям на шлифовочных дисках для обработки закалённой стали. Применяют нитрид бора и в наноэлектронике – в качестве транзисторов. Его используют при создании оптических накопителей, лазеров, экологических детекторов, фильтров… Польза материала, который выдерживает высокие температуры и химически устойчив, по достоинству оценена в аэрокосмической промышленности.

Нитрид бора имеет черты сходства не только с алмазом, но и с– не менее удивительным материалом толщиной в один атом, на котором сейчас сконцентрировано внимание учёных по всему миру. К слову, в ЧелГУ больших успехов в исследовании графена добился аспирант кафедры радиофизики и электроники физического факультета ЧелГУ Максим Беленков.

Графен уже нашёл достойное применение в электронике. А слоевой нитрид бора, как широкозонный полупроводник, по своим электронным свойствам, по утверждению учёных ЧелГУ, даже интереснее графена.

«Среди новых, найденных нами соединений нитрида бора есть как графеноподобные, так и алмазоподобные, – отмечает Дмитрий Ряшенцев. – В данный момент я занимаюсь изучением алмазоподобных фаз – это когда один атом соединён с четырьмя другими соседними атомами прочными связями. Исследование новых структур происходит при помощи компьютерного моделирования. Задав определённое положение атомов, мы рассчитываем устойчивость этих структур, а затем описываем причины этой самой устойчивости. Наиболее устойчивые и нужно синтезировать, а затем проводить с ними эксперименты. Теоретические исследования, по сути, облегчают работу экспериментаторов». 

Среди новых алмазоподобных фаз нитрида бора особое внимание исследователя привлекают несколько. Среди них – устойчивая структура ректангулана.

«Структура ректангулана наименее деформирована по сравнению со структурой алмаза, поэтому я думаю, что её следует пытаться получить в первую очередь. По электронным свойствам эта разновидность нитрида бора должна обладать большим значением ширины запрещённой зоны (6.2 эВ) и проявлять диэлектрические свойства», – рассуждает химик ЧелГУ.

Исследование Дмитрия Ряшенцева – междисциплинарное: учёный работает одновременно в двух областях – химия твёрдого тела и физика конденсированного состояния. Эти разделы научного знания находятся рядом и пересекаются, однако физиков здесь больше интересуют свойства материалов, а химиков – их синтез.

«Прямо сейчас я занимаюсь теоретическим моделированием нитрида бора с алмазоподобной структурой, которая получается в процессе совмещения так называемых нанотрубок. И делаю это с дальним прицелом, – признаётся химик ЧелГУ. – Думаю, что эта работа когда-нибудь выльется в экспериментальный синтез соединений. Это возможно сделать на основе синтеза углеродных соединений при условии высоких температуры и давления». 

Добавим, своё исследование Дмитрий Ряшенцев начинал в аспирантуре ЧелГУ под руководством профессора кафедры физики конденсированного состояния физического факультета ЧелГУ Евгения Беленкова, который возглавлял научную школу по исследованию структуры и электронных свойств углеродных соединений. Видный учёный, к сожалению, ушёл из жизни в 2021 году.

​Наталья Чанова,
фото Инны Головановой

Победа молодой науки

Стали известны имена победителей конкурса грантов Фонда поддержки студенческой науки Челябинского государственного университета. В этом году он был приурочен к празднованию 100-летия со дня рождения первого ректора ЧелГУ Семёна Егоровича Матушкина.

На грантовый конкурс принимались студенческие научные работы, посвящённые цифровым технологиям и искусственному интеллекту, здравоохранению, гуманитарным и социальным наукам. В результате эксперты выявили девять победителей, которые получат денежные премии.

​Номинация: «Исследование перехода к передовым цифровым, интеллектуальным производственным технологиям, роботизированным системам, новым материалам и способам конструирования, создания систем обработки больших объёмов данных, машинного обучения и искусственного интеллекта».

«Переход к персонализированной медицине, высокотехнологичному здравоохранению и технологиям здоровьесбережения, в том числе за счёт рационального применения лекарственных препаратов, прежде всего – антибактериальных»

Номинация: «Переход к персонализированной медицине, высокотехнологичному здравоохранению и технологиям здоровьесбережения, в том числе за счёт рационального применения лекарственных препаратов, прежде всего – антибактериальных».

Эксперты выявили единственного лидера – им стала студентка биологического факультета Екатерина Старикова. Под руководством доцента кафедры радиационной биологии Татьяны Варфоломеевой она провела исследование белкового спектра сыворотки крови у пациентов с миеломной болезнью до и после лечения препаратами «Велкейд» и «Леналидомид».

«Возможность эффективного ответа российского общества на большие вызовы с учётом взаимодействия человека и природы, человека и технологий, социальных институтов на современном этапе глобального развития, в том числе с применением методов гуманитарных и социальных наук».

Номинация: «Возможность эффективного ответа российского общества на большие вызовы с учётом взаимодействия человека и природы, человека и технологий, социальных институтов на современном этапе глобального развития, в том числе с применением методов гуманитарных и социальных наук».

Мария Каракина

Магистрант факультета лингвистики и перевода Мария Каракина обратила внимание на особенности дискурсивного конструирования идентичности политика в англоязычных социальных медиа. Работа была проведена под руководством профессора кафедры теории и практики английского языка Светланы Кушнерук. В исследовании выявлена тенденция использования социальных сетей современными политическими деятелями в целях самопрезентации в медийном пространстве и систематизированы средства конструирования идентичности британского политического лидера Б. Джонсона в социальных медиа. Студентка раскрыла особенности комбинаторики лексических, риторических, фразеологических средств в избранных для анализа твитах и обозначила дальнейшие перспективы исследования дискурсивного конструирования идентичности политиков, в том числе в сопоставительном аспекте.

Новаторская методика

Учёные института экономики отраслей, бизнеса и администрирования ЧелГУ количественно измерили оппортунизм и отчуждение работников компаний и разработали рекомендации изменений в институциональной структуре корпораций.

Новаторская методика стала прикладным итогом работы по гранту Российского фонда фундаментальных исследований доцента кафедры экономики отраслей и рынков Дмитрия Плетнёва и старшего преподавателя Елены Козловой. Предложения учёных-экономистов ЧелГУ связаны с разумной цифровизацией на рабочем месте, развитием более дружественной работнику корпоративной культуры и использованием многоуровневой, зависящей от результатов, системы карьерного продвижения и оплаты труда. Центральным же блоком в работе стало проведённое исследование отчуждения и поведенческого оппортунизма работников.

Для этого авторы разработали собственную методологию исследования. «Наше исследование и апробация методики начались с анализа склонности к оппортунизму будущих работников – студентов ЧелГУ, – рассказывает Елена Козлова. – В опросе принимали участие обучающиеся старших курсов направлений «экономика», «юриспруденция», «психология», «управление качеством», специальности «таможенное дело», что позволило охватить студентов, уже имеющих опыт или постоянное место работы. Исследование позволило не только оценить склонность к оппортунизму будущих специалистов, но и проанализировать наиболее привлекательные для них места работы, предпочтительные формы занятости, ожидаемый уровень дохода и типы мотивации».

Проведённый анализ выявил высокий уровень мотивации молодых сотрудников, которые в основном рассматривают свою работу как средство заработка и достижения личных целей. Переход к дистанционной форме обучения во время пандемии значительно повысил доверие студентов к дистанционному формату, который многие теперь рассматривают как основную форму занятости в условиях активного развития рынков удалённой работы. Отдельно стоит отметить, что уже в начале карьеры молодые работники готовы проявлять оппортунизм, причём преимущественно в активных формах, что указывает на необходимость его изучения и анализа для формирования правильных мотивов трудовой деятельности в начале профессионального пути.

Ранее никто в научном мире не предпринимал попыток количественно измерить отчуждение и оппортунизм, но теперь, благодаря научной работе коллектива ИЭОБиА ЧелГУ, эти категории можно оценить, разложить на отдельные компоненты и понять тенденции, как в сравнении между компаниями, так и в динамике. Всего в опросах приняли участие представители 25 ведущих компаний России.

«В любом экономическом измерении всегда заложена определённая погрешность, ведь мы изучаем общественные процессы, фактически – субъект исследования выступает и его объектом, – отмечает Дмитрий Плетнёв. – Даже в современной физике признаётся, что объект изучения изменяется в процессе под действием того, кто его изучает. 

В экономике эта особенность выражена ещё сильнее. Ни в макроэкономике, ни в финансовой сфере, ни в области производственных отношений ничего нельзя измерить точно. Можно лишь получить более или менее достоверную оценку. И мы предложили методику, через применение и верификацию результатов которой можно получить достоверное знание о том, насколько сильно распространено отчуждение и оппортунизм работников в конкретной компании, как оно распределено и как на это виляют различные HR-мероприятия». 

Авторы надеются на интерес бизнес-сообщества к новаторской методике измерения, важной для оценки работников компаний, их вовлечённости в общее дело. Кроме того, есть интересные возможности продолжения исследования и в академическом поле, о чём говорит и интерес признанных в научном мире изданий и конференций.

Понятия «отчуждение» и «оппортунизм» часто используются экономистами различных специализаций, но учёным ЧелГУ удалось совместить эти понятия в единой исследовательской программе. Также ими впервые применён косвенный метод оценки склонности к оппортунизму. Раньше оппортунизм измеряли только через оценку возможных потерь от таких действий или же использование прямых вопросов, ответы на которые не всегда правдивы. Дмитрий Плетнёв и Елена Козлова выявили поведенческие предпосылки этих явлений в пандемию и показали, что социальные, организационные и экономические факторы влияют и на отчуждение, и на оппортунизм работника.

К примеру, женатые и/или имеющие детей сотрудники, как правило, менее отчуждённые. Самая высокая степень отчуждения, согласно измерениям, у людей среднего возраста. Молодёжь более открыта и инициативна, да и в предпенсионном периоде работники обычно позитивно воспринимают своё место в рабочем процессе.

Важным фактором стало продвижение по служебной лестнице. Экономисты ЧелГУ выяснили, что в компаниях, где много карьерных ступеней, оппортунизм и отчуждённость проявляются меньше. А вот высокая зарплата, вопреки предположениям учёных, сама по себе не стала мотивирующим фактором, только в сочетании с карьерным ростом. Другой вывод: если часть зарплаты зависит от результата, люди также чувствуют себя менее отчуждёнными и настроены менее оппортунистично.

Рассматривая взаимосвязь оппортунизма и результатов работы по отраслям, исследователи выяснили, что в производственных компаниях зависимость обратная: чем меньше оппортунизм, тем выше результат. А в финансовых организациях, наоборот: чем выше уровень оппортунизма, тем выше результат. Отдельным вопросом исследования стало влияние на степень проявления отчуждения и оппортунизма использования цифровых технологий, в том числе удалённой работы. «Изначально мы полагали, что человек, погружённый в цифровые технологии, будет в большей степени ощущать отчуждённость. Оказалось – нет. Во всяком случае, пока, – отмечает Дмитрий Плетнёв. – А по удалённой работе результаты получились не столь оптимистичными. Одну волну опросов мы проводили в первый год пандемии, вторую – на следующий. Ответы были разные. В первый год степень отчуждения у «удалёнщиков» была меньше. Возможно, неопределённость ситуации, в которую мы все попали, нас сплотила. Вспомните, с каким энтузиазмом мы проводили рабочие совещания из дома. Через год уровень отчуждения при дистанте стал выше. Наверное, это связано с накопившейся усталостью от этих условий. В чистом виде удалённая работа, как показало исследование, связана с ростом отчуждения».

К методике, разработанной в ИЭОБиА ЧелГУ, уже сегодня проявили интерес несколько крупных компаний, в том числе входящие в Уральскую торгово-промышленную палату, в саморегулируемую организацию «Союз строительных компаний Сибири и Урала».

Результатами трёхлетней работы стала публикация 32 статей, выступление авторов с докладами на 35 научных конференциях, семь из которых проходили за рубежом, среди них – The Fifteenth Forum of the World Association for Political Economy, Third World Congress on Marxism, 16th International Symposium in Management «Management, Innovation and Entrepreneurship in Challenging Global Times», 14TH Academy of Innovation, Entrepreneurship, and Knowledge Conference «Innovation, Management, and Governance for Sustainable Growth», 34 and 40th Conferences of Eurasian Business and Economy Society. Исследование экономистов ИЭОБиА ЧелГУ получило признание в мировом академическом сообществе: 10 статей были приняты к публикации в изданиях, проиндексированных Scopus и Web of Science.

Исследования в заданном направлении продолжатся.

Наталья Чанова,
фото Игоря Ашмарина

Рукописные сокровища

Студентка историко-филологического факультета Анна Закирова под руководством доцента историко-филологического факультета ЧелГУ Елизаветы Щетининой подготовила доклад, с которым выступила на ежегодной научной конференции Музея антропологии и этнографии Российской академии наук «Радловские чтения».

Итогом дебюта начинающего учёного на секции «Многообразие исламского мира в музейных, рукописных, историко-архивных источниках и полевых материалах» стали предложения о научных публикациях.

«В прошлом сезоне мне удалось поработать в составе экспедиции Центра этноистории Института истории и археологии УрО РАН под руководством д. и. н. Ирека Равильевича Атнагулова. Также для меня большая честь ощущать поддержку д. и. н. Ефима Анатольевича Резвана из Музея антропологии и этнографии им. Петра Великого», – признаётся Анна Закирова. – Этнографией я начала увлекаться ещё в школе. Но если до университета я в основном записывала ремесленные традиции, то сейчас открыла для себя народные религиозные практики. Меня захватил мир обрядов народного ислама с его сакрализацией пространств, проявлениями «метеорологической магии», целительскими процедурами».

Материал для исследования, представляющий собой свидетельства существования так называемого «Ислама традиций», Анна Закирова собрала во время этнографических экспедиций в татарские поселения, расположенные на юге Челябинской области. Автор научной работы обнаружил несколько коллекций духовных рукописных документов. Эти семейные реликвии передавались из поколения в поколение. Самые старые из найденных Анной исторических источников датируются концом ХIХ века. Примечательно, что некоторые из артефактов (переписанные суры, аяты, хадисы) до сих пор используются по их прямому назначению – во время духовных практик.

«Мой доклад на «Радловских чтениях» был посвящён одной разновидности документов, обнаруженных во время экспедиции. «Тугорек Йа Син» – это записанный на длинной бумажной ленте текст, состоящий из тридцати шести сур Корана, – поясняет Анна Закирова. – Распространён «Тугорек Йа Син» довольно широко. Если говорить о Челябинской области, этот предмет используют в Чесменском, Варненском, Агаповском районах, в Троицке, Магнитогорске, Челябинске, а также в Саракташском районе Оренбургской области. Помимо самого талисмана, удалось обнаружить множество устных свидетельств о связанном с ним обряде, о вере в его чудодейственные свойства».

Наиболее значимые находки молодого этнографа связаны с семейным архивами Сулеймановых и Кельмухаметовых из посёлка Редутово (Чесменский район). Часть документов передавалась из поколения в поколение, а часть попала на хранение после разрушения местной мечети в 30-е годы ХХ века. Этнографические источники, к которым привлёк внимание научной общественности молодой челябинский исследователь, до сих пор были слабо вовлечены в процессы изучения.

«Обнаруженные документы долгое время были непубличными. Находясь в семейных фондах, они воспринимались как нечто непримечательное, поэтому ветшали в процессе использования, – разъясняет Анна Закирова, – а в определённый период отечественной истории документы, связанные с религиозными практиками, из-за страха репрессий люди просто уничтожали. Об этом свидетельствуют, в частности, инструкции 1930-х годов об изъятии книг на арабском языке, обнаруженные в Архиве Челябинской области. В последние же годы ценные рукописные источники подчас оседают в частных коллекциях». 

Документы, собранные в результате этнографической экспедиции молодого челябинского историка, признаны специалистами особым типом историко-этнографического источника, который нуждается в изучении, направленном на понимание внетекстового культурного кода.  

Наталья Чанова,
фото из личного архива героя 

Сергей Замоздра: Ищу запасную планету

Переживая период своего расцвета и существуя на грани с фантастикой, астрофизика всё ещё остаётся падчерицей физики. Об этом, а ещё о таинственных силах, которые заставляют людей изучать космос, и о том, какие открытия совершили наши учёные благодаря падению метеорита «Челябинск», мы поговорили с доцентом кафедры общей и теоретической физики физического факультета ЧелГУ астрофизиком Сергеем Замоздрой.

– Интерес к космосу у меня с детства: любимой игрушкой был луноход, – признаётся Сергей Николаевич. – В студенческие годы эта страсть   дополнилась интересом к магнитным явлениям. Никогда не забуду, как профессор Александр Егорович Дудоров на правах научного руководителя предложил мне книгу «Магнитные поля галактик». После того как я прочитал её от корки до корки, моментально осознал, что это было самое увлекательное чтиво в моей жизни – настолько живо авторы изложили научный материал. Думаю, это событие во многом и определило мою дальнейшую судьбу в профессии. Именно с тех пор я изучаю магнитные поля молодых звёзд».

– Ощущаете ли вы сегодня всплеск интереса к астрофизике со стороны школьников и студентов?

– Этот интерес стабильно небольшой, но устойчивый. Радует, что он сохраняется, и всегда есть дети, чем-то похожие на меня самого в детстве. Заметил, что астрономией часто бывают увлечены младшеклассники. А потом родители начинают давить своими представлениями о том, в какие кружки ходить и какую специальность выбрать, чтобы быть успешным.

– Как сказалась на подготовке абитуриентов отмена преподавания астрономии в школах?

– Я этот факт оцениваю как диверсию. Долгое время шло целенаправленное разрушение системы образования нашей страны. Между

тем, темпы развития науки и техники в советские годы свидетельствовали о том, что наша система образования – лучшая. Но кому-то было выгодно сделать из России отсталую страну. Сейчас стало ясно, что без астрономии мы потеряем будущее поколение ракетчиков, космонавтов, учёных, и астрономию вернули в школы, но, к сожалению, часов на преподавание этого предмета выделили немного. Астрономия остаётся падчерицей в доме у физики. Конечно, это сказывается на уровне школьных исследовательских работ. Преподаватели ЧелГУ давно работают со школьниками на разных площадках, поэтому мы можем достоверно судить о подготовке по той или иной дисциплине. Серьёзно астрономией в школах сейчас просто некому заниматься. К сожалению, это касается и в целом естественных наук, где так важна экспериментальная часть.

Но у нас в Челябинске ещё есть клуб астрономов «Апекс» во Дворце пионеров, да и в разных районах города работают энтузиасты, которые на базе школ продолжают готовить ребят по космической тематике. Мы в ЧелГУ со своей стороны всячески поддерживаем это движение, в первую очередь через проект «Малая академия», который позволяет связать школьников с университетом. Вот одна из участниц «Малой академии», Настя Литвинова, уже студентка 3 курса, специализируется именно на астрофизике

– Говорят, современная астрономия – почти всегда именно астрофизика. Вы согласны?

– Не совсем. В современной науке есть место всему. Астрономия занимается преимущественно наблюдениями, а астрофизика – это, прежде всего, теория. Следовательно, астрофизика – часть астрономии, которая с точки зрения физики объясняет всё, что наблюдают астрономы. Наблюдатели и теоретики немыслимы друг без друга. Но есть экспериментальная астрофизика, где работают, к примеру, с детекторами, которые фиксируют частицы из космоса, и эта область астрофизики ближе к астрономии.

– Как бы вы охарактеризовали тот период, который переживает сейчас астрономия как наука?

– Расцвет! И связан он с развитием технологической базы – электроники,

компьютерных методов обработки. Процессоры стали настолько мощными, что позволяют вытягивать данные даже из скудных наблюдений. Совершенствуются чувствительные элементы в рентгеновском и гамма-диапазонах. Увеличилось количество нейтринных обсерваторий, теперь их больше десяти. В общем, и данных стало больше, и обработка их улучшилась в разы. Но главное – появились новые каналы получения информации – нейтрино, гамма-кванты, рентген, гравитационные волны. Образно говоря, мы теперь смотрим на Вселенную большим числом разных глаз.

– В каких направлениях наиболее интенсивно развивается астрофизика?

– Самые топовые темы сегодня касаются космологии, темы происхождения Вселенной. Когда она начала расширяться и с какой скоростью? Когда возникли первые галактики? Учёные, отвечающие на эти вопросы, находятся на переднем крае науки. Именно в этой области сосредоточена наиболее дорогая техника. Современные телескопы позволяют заглянуть в прошлое Вселенной. Известно, что свет идёт со скоростью 300 000 км в сек., это происходит на фоне расширения Вселенной. Самые далёкие объекты, которые мы сейчас наблюдаем, испустили свой свет 13 млрд лет назад. Космология пытается узнать, что там, на краю. Это своеобразная машина времени.

– Изучая те галактики, которые от нас далеко, мы можем понять, какой была наша?

– Да, примерно. Чем глубже мы смотрим, тем дальше в прошлое продвигаемся. Видя маленькие далёкие галактики, понимаем, что и наша галактика, Млечный Путь, не всегда была такой огромной. Скорее всего, она образована путём слияния маленьких галактик. Сейчас стало ясно, что они постоянно поглощают друг друга. Этот процесс длится уже 13 миллиардов лет, и за это время было много подобных событий.

– Нас могут поглотить?

– Да, возможно, через пять миллиардов лет наша соседка – гигантская Туманность Андромеды – врежется в нашу, они сольются и образуют нового монстра. При этом народится много новых звёзд, они начнут взрываться и погубят те скудные остатки жизни, которые ещё остались…

– Звучит как синопсис фантастического романа.

– Астрофизика – это наука, которая существует на грани с фантастикой, но при этом позволяет делать очень далёкие прогнозы. Через 5 млрд лет Солнце тоже изменится – начнёт разбухать; Земля будет «поджариваться», да и другие планеты станут нагреваться сильнее. Когда Солнце сбросит оболочку, планеты будут уходить дальше.

– Вы упомянули о том, что развитие астрофизики тесно связано с развитием технологий. Но в ЧелГУ нет мощных телескопов. Вам это не мешает заниматься топовыми темами?

– Астрофизика – это прежде всего теория. Мы учим считать, решать сложные задачи. Пытаемся объяснить в своих исследованиях наблюдательные данные. Хорошая теория, которая согласуется с экспериментом, – это очень практичная вещь. Она позволяет объяснить явление и предсказать будущие процессы, например, рождение звёзд.

– В чем заключается лично ваш вклад в теорию звездообразования?

– Я, как продолжатель направления, заданного профессором Александром Егоровичем Дудоровым, занимаюсь темой остаточного магнитного поля молодых звёзд. Моделирую на компьютере, как сжимается огромное облако, как постепенно меняется в нём магнитное поле, влияющее на активность звезды. Но не только. Магнитное поле звезды через вспышки воздействует на космические аппараты; создаёт магнитные бури на Земле. Более того, существует связь магнитного поля Земли с жизнью на ближайших планетах. Моё исследование позволяет понять, почему у одних звёзд слабое магнитное поле, а у других сильное. Тема не такая фундаментальная, как космология, но мне нравится.

– Протозвездные облака, протозвезды – чем они интересны?

– Это как раз те объекты, из которых получаются звёзды и планеты. Нам же нужны запасные планеты недалеко от Солнца, на которые можно отправить колонистов! Вдруг в Землю врежется гигантский астероид, который мы не заметим? Ну хорошо, заметим, но остановить-то не сможем. Вот тут-то и пригодится запасная планета, а лучше несколько. Сейчас астрономы активно ищут экзопланеты, то есть планеты возле других звёзд. Изучение протозвёздных облаков помогает понять, возле каких звёзд образуются планеты, похожие на Землю. Теоретически в зоне жизни могут быть подходящие планеты, их надо просто хорошо поискать.

– Можете ли вы оценить текущее развитие астрофизики в России? Как?

– Как вялотлеющее. В Советском Союзе гораздо больше вкладывали в развитие астрофизики. Тот техно логический скачок, о котором я говорил, связан с гигантскими затратами. Долгое время наша страна просто не могла их потянуть. Только сейчас мы начинаем вкладывать деньги в мегасайенс-проекты. Но в первую очередь это касается ядерной физики, ведь здесь и наша обороноспособность, и ядерная энергетика – то, что нужно для выживания государства.

А вот астрофизика остаётся на остаточном принципе финансирования. Один показательный пример. У нас есть хороший телескоп, мы умеем делать оптику, но существует проблема со светочувствительными матрицами. Мы закупали их в Великобритании. Сейчас их нам не продали из-за санкций. Теперь этот телескоп для наблюдения за астероидами, который находится в Сибири, работает на 10 % своей мощности. И мы получаем в десять раз меньше данных, чем могли бы.  

– Сможет ли когда-нибудь астрофизика ответить на сакраментальный вопрос о том, одиноки ли земляне во Вселенной?

– Это вопрос астрономии, наблюдения. Если допустить, что существует не сильно развитая цивилизация, то её заметить при настоящем уровне развития оптики очень сложно. Нужно поближе подлететь. И есть проекты поиска внеземных цивилизаций, которые финансируются энтузиастами, частными инвесторами, которые тратят свои деньги не на яхты и бриллианты, а на телескопы. Они ловят сигналы, которые похожи на искусственные. Так что поиски идут, хотя контактов с внеземными цивилизациями как не было, так и нет. Но лично я верю, что когда-нибудь мы найдём разумную жизнь в космосе, потому что по теории вероятности цивилизаций только в нашей галактике может быть несколько миллионов.

– Относительно недавно, в 2021 году, на Землю упал очередной метеорит, в котором нашли некие органические вещества, которые якобы косвенно подтверждают существование жизни за пределами Земли.

– Ну и что? Метеориты – это остатки астероидов, гигантских глыб, которые летают среди планет. А астероиды сформировались из пылинок, которые впитали в себя очень многое. Они вбирают в себя все молекулы из газа. В космосе есть практически все земные органические соединения. В некоторых местах возникают условия для образования сложных молекул. Это часто наблюдается в межпланетной, межзвёздной среде. Неудивительно, что в метеорите нашли органику. В метеорите «Челябинск» также есть мелкие органические вкрапления.

– Для того чтобы найти жизнь на других планетах, требуется новый технологический скачок?

– Прежде всего, нужны экспедиции роботов, которые будут бороздить просторы галактики и передавать нам то, что увидели. И такие проекты есть. Особые детекторы можно разогнать до 1/10 скорости света, и через несколько сотен лет они достигнут Альфа Центавры или Проксима Центавры. А уже оттуда они передадут нашим потомкам то, что увидели. Но если звездолёты научатся достигать хотя бы 90 % скорости света, то уже за жизнь одного поколения можно будет получить данные с ближайших областей нашей галактики. А пока всё упирается в гигантские расстояния. Но если мы сделаем туннели в пространстве или иные способы сверхсветовых перемещений, то…

– Вы, как челябинский астрофизик, «проснулись знаменитым» вскоре после 15 февраля 2013 года. Какой самый странный вопрос вам задали о Челябинском метеорите за 10 лет?

– Меня делегировал на общение с прессой мой шеф Александр Егорович Дудоров, которому быстро надоело отбиваться от журналистов. Конечно, вопросы были разные. Чаще всего спрашивали: «А что, если бы метеорит упал на Челябинск?». Кстати, если продолжить траекторию, метеорит летел прямиком в Государственный ракетный центр имени академика В. П. Макеева, то есть туда, где умеют бороться с такими угрозами. Но, чтобы туда попасть, ему нужно было бы быть железным. А наш метеорит был из хрупкого камня и по дороге рассыпался. Будь он попрочнее, упал бы на Миасс.

А вот самые нелепые вопросы обычно были связаны с нашими войсками ПВО. Например: «А вы докажите, что метеорит не ракетой сбили!». Дело в том, что масса и размер этого тела, примерно как у многоэтажного дома. Сбить ракетой такую махину нереально. И осколков ракеты не найдено. Так что эта гипотеза никакой критики не выдерживает.

– Насколько сильно падение метеорита «Челябинск» смогло изменить вектор астрофизических исследований в ЧелГУ?

– Да, тема нам в одночасье свалилась на голову. Пришлось резко погружаться в неё, становиться искателями метеоритов, во многом досконально разбираться. Как ни удивительно, нам всё удалось. За год мы так поднаторели в этом, что опубликовали работы хорошего уровня. Всё потому, что у нас была база: мы и раньше занимались сложными вопросами. Исторически школа Александра Егоровича Дудорова была связана с исследованиями магнитной газодинамики процесса звёздообразования. Напрямую эта тема с метеоритом не связана, но у нас был опыт расчёта течений газа. Мы хорошо понимали природу процессов нагрева и охлаждения, эволюции космических пылинок.

Кроме того, у нас в ЧелГУ сильные физики. В частности, команда Александра Майера занимается вопросами прочности. Объединение знаний о газодинамике и о прочности позволило хорошо рассчитать процесс разрушения метеороида. Очень кстати оказались и специалисты по магнитным материалам, это школа Василия Дмитриевича Бучельникова, продолжатель которой, в частности, наш ректор Сергей Валерьевич Таскаев. Учёные этого направления и занялись вопросами магнетизма метеорита «Челябинск». 

В итоге наших компетенций оказалось достаточно, чтобы за год погрузиться в тему и провести исследования на достойном уровне. Мы получили признание наших московских коллег, которые этой проблематикой занимались всю жизнь. Конечно, нам далеко до их очень сложных моделей, но какие-то моменты мы схватили. Теперь они даже на нас ссылаются. Так что метеорит попал на подготовленную научную почву.

Продолжение интервью читайте номере УН. 

​Наталья Чанова, 
фото Станислава Кикосова

Взгляд из прошлого

Сотрудники центра изучения проблем природы и человека ЧелГУ в 2021 году провели ряд археологических экспедиций по Челябинской области. Учёные обнаружили предположительное место нахождения одного из крупнейших археологических памятников каменного века на Урале и нашли новые поселения бронзового и каменного веков.

Специалист УНЦ ЧелГУ Николай Петров в рамках работы над кандидатской диссертацией провёл разведочные работы в долине реки Синташта, протекающей в Брединском районе. В ходе работ было открыто новое поселение бронзового века возле посёлка Андреевский. При обследовании другого поселения, считавшегося полностью раскопанным в конце 70-х годов прошлого века, обнаружено, что культурный слой на нём сохранился, и довольно значительный.

«В ходе осмотра памятника не только были найдены керамика и кости животных, но и сделана очень редкая находка – часть литейной формы, вырезанной в тальке, предназначавшейся для изготовления украшений, – говорит директор центра изучения проблем природы и человека Челябинского государственного университета Елена Куприянова. – Каждая находка литейной формы на памятниках бронзового века является уникальной. Особенно интересны находки форм для изготовления украшений, потому что очень часто в них представлены виды украшений, которые археологи никогда не находят в действительности. В древности украшениями очень дорожили, поэтому, если они изредка находятся на поселениях, то это потерянные предметы. А в погребениях, очевидно, представлен какой-то стандартный набор украшений, которые были частью погребального костюма. Поэтому находки литейных форм для изготовления неизвестных видов украшений напоминают археологам, насколько бога-че была в реальности материальная культура древнего населения, которое они изучают по немногим сохранившимся остаткам».

В Варненском районе на территории Михеевского ГОКа под руководством заведующего отделом археологии, этнографии, современной и исторической экологии учебно-научного центра Натальи Батаниной были проведены исследования нескольких древних памятников. Один из них – рудник со следами древних выработок.

«Изучение древних рудников – одно из новых направлений в геоархеологии, оно ведётся с применением новейших методов исследования, – поясняет Елена Куприянова. – На руднике близ посёлка Новониколаевский ранее экспедицией педагогического университета под руководством Полины Сергеевны Анкушевой были задокументированы следы присутствия населения бронзового века. Экспедиция учебно-научного центра ЧелГУ определила границы культурного слоя на руднике. Рядом с ним зафиксирована небольшая стоянка, очевидно, место, где древние рудокопы жили или проводили какие-то работы. В ближайшей округе рудника зафиксированы и обследованы также два кургана и ещё одна стоянка».

Кроме того, археологи обследовали стоянки каменного века на озере Зюраткуль в Саткинском районе. 11 памятников каменного века были открыты на Зюраткуле известным археологом Г. Н. Матюшиным ещё в 1968 году. Им же были произведены частичные раскопки объектов. После этого большинство памятников считались утраченными или полностью исследованными. В 2020 году Общественный фонд «Южный Урал» подтвердил наличие культурного слоя на некоторых стоянках.

Сотрудники учебно-научного центра ЧелГУ Елена Куприянова и Наталья Батанина при участии Александра Рычкова из Союза философов «Вольфила» (г. Сатка) и помощи местных краеведов уточнили эти данные, подтвердив наличие культурного слоя на считавшихся исследованными памятниках.

«Объединив информацию исследований разных лет, мы высказали гипотезу о том, что, поскольку вся береговая линия на протяжении двух километров берега Зюраткуля между двумя стоянками, открытыми в 1968 году, является территорией подъёмных сборов и просматривается визуально, вероятнее всего, мы имеем дело с одним поликультурным археологическим объектом – огромной площадкой, которая осваивалась древним населением в эпохи мезолита-неолита. Если рассматривать такую гипотезу в качестве рабочей, то данный объект, возможно, является одним из крупнейших археологических памятников каменного века на Урале», – предполагает Елена Куприянова. 

Результаты исследований коллектив авторов представит в качестве пленарного доклада на февральской конференции «Горное сердце Евразии» в Сатке.

Варвара Горновая,
Фото Елены Куприяновой

Археологи ЧелГУ обнаружили первый зольник при укрепленном поселении эпохи Аркаима на Южном Урале

Редкие материалы, в том числе «дома мёртвых» удалось обнаружить сотрудникам учебно-научного центра изучения проблем природы и человека Челябинского государственного университета совместно со студентами историко-филологического факультета.​

Археологическая экспедиция провела раскопки на территории объекта культурного наследия федерального значения «Поселение и могильник Степное» в Пластовском районе Челябинской области.

Объектом исследований послужил «зольник», находившийся при укреплённом поселении аркаимского типа. На сегодняшний день этот тип археологического памятника наименее исследованный, но вместе с тем остаётся одним из загадочных объектов бронзового века на Южном Урале.

«Зольники представляют собой территорию при поселениях вне пространства жилищ, где в качестве культурного слоя выступает скопление белого или серого пылевидного грунта, напоминающего золу или пепел (отсюда и название), насыщенное различными артефактами, – объясняет директор учебно-научного центра изучения проблем природы и человека ЧелГУ Елена Куприянова. – Такие объекты известны на широкой территории и особенно хорошо изучены в южных районах Евразии, Сибири, где они имеют вид холмов, и содержат следы бытовой жизни и ритуалов. Учёные до сих пор не имеют единого мнения о природе и назначении зольников. Высказывались точки зрения о том, что это место утилизации бытовых отходов древнего населения, места для проведения ритуалов, производственные площадки».

Уникальность объекта при поселении Степное в том, что это первый достоверно установленный и исследовавшийся зольник при укреплённом поселении так называемой «Страны городов». Он расположен за границей оборонительных сооружений поселения между ним и могильником. Методом дешифрирования аэрофотоснимков было установлено, что на территории зольника расположены шесть жилищных впадин, не входящих в состав поселения, но, поскольку в данный момент на поверхности их не видно, то нельзя было сказать какого времени впадины и с какой целью были сооружены эти конструкции. По разным версиям это могли быть загоны для скота, помещения для плавки металла, жилища пастухов и тому подобное.

На фото: Орнаментированный костяной наконечник стрелы. Керамическое сопло. Костяной уток для плетения

Перед проведением раскопок в рамках гранта сотрудником Института геофизики УрО РАН Львом Муравьевым были проведены геофизические исследования территории зольника с использованием индукционной системы электромагнитного профилирования АЭМП-14. Съёмка выявила на территории объекта аномалии, предположительно те самые впадины, которые невозможно обнаружить визуальными методами. Был заложен раскоп от периферии зольника по направлению к одной из выявленных аномалий, с целью поймать границы конструкций.

«Первой неожиданностью раскопок стало то, что в слое зольника, отдалённом от предполагаемого жилища, содержалась керамика всех периодов бронзового века, представленных на этой территории – петровская, алакульская, черкаскульская, саргары-алексеевская культуры, – отмечает Елена Куприянова. – Это означало, что территория зольника использовалась на протяжении как минимум шести-семи столетий, причём не только жителями укреплённого поселения, а населением соседних территорий. Основная масса находок связана с аркаимским временем». 

Археологи обнаружили большое количество металлургических шлаков, среди редких находок – фрагменты литейных форм и сопла, каменные орудия, что говорит о наличии в непосредственной близи металлургического производства. Относительном мало костей животных и обычного бытового мусора.

Другой категорией находок были орудия, связанные с производством одежды (пряслица, костяные спицы, проколки, уток для плетения, орудия для выделки кожи). Неожиданно много находок представлено предметами, которые обычно обнаруживаются не в слоях поселений, а в погребениях – каменные и костяные наконечники стрел, сосуды-светильники, несмотря на то, что ближайшие курганы расположены в нескольких десятках метров от зольника. 

На фото: Погребение ребенка у стены перед постройкой

Учёные предположили, что находки на зольнике Степного и его территория могли использоваться для проведения альтернативных погребальных ритуалов. Кроме того, погребальные обряды в могильниках проводились в тёплый период времени, а тела умерших в холодное время года должны были хранить где-то до наступления тепла. Если это так, то постройки за пределами поселения могли являться своеобразными «домами мёртвых». 

Раскопки помещения отчасти подтвердили эту версию. Был исследован край котлована помещения, окруженный столбовыми ямками от каркасных конструкций стен. У внешней стены за пределами постройки обнаружено погребение младенца с сосудом синташтинской культуры на правом боку, что не характерно для обряда, поскольку большинство погребенных в могильниках лежит на левом боку.

«Нас потрясла находка, сделанная внутри постройки, – говорит Елена Владиславовна. – У стены помещения обнаружено частично нарушенное погребение взрослого человека (предварительно – мужчина небольшого роста), с наконечником стрелы и сосудом, посыпанным охрой. Человек лежал вытянуто на спине. Форма сосуда, детали обряда (использование охры, положение погребенного) позволяют отнести погребение к ямной культуре бронзового века. Сверху и постройка, и погребение в ней были перекрыты слоем все того же зольника». 

Считается, что племена ямной культуры, наряду с местными энеолитическими племенами, стали одним из основных субстратов для формирования синташтинской культуры, население которой построило укрепленные поселения аркаимского типа, хотя прямых подтверждений этому не существовало до настоящего времени. Кроме того, памятники ямной культуры до этого времени ни разу не находились на границе с лесостепной зоной, где проходили раскопки этого года. Территория их обитания расположена гораздо южнее. 

На фото: Погребение взрослого человека внутри постройки. Развалы сосудов синташтинской культуры рядом с постройкой​ 

Обнаруженное погребение свидетельствует о нескольких фактах. Постройки за пределами укреплённого поселения были построены раньше него и, возможно, использовались при его строительстве. В процессе освоения территории и, скорее всего, строительства поселения, участвовали представители ямной культуры. Поскольку поселение Степное является самым северным пунктом так называемой «Страны городов», то, вероятнее всего, расселение групп, строивших укреплённые поселения, по территории Южного Зауралья происходило более-менее единовременно, на стадии, когда культурный феномен, названный археологами «синташтинская культура» ещё только начал формироваться и в нём сочетались разные традиции и группы населения.

Раскопки этого года пока не ответили на вопросы о природе зольников как объектов хозяйства. Очевидно, что это был многофункциональный объект, формировавшийся много столетий и на разных этапах исполнявший разные роли. Сначала были сооружены постройки, затем на этой территории велась различная деятельность, сформировавшая золистые слои, перекрывшие постройки. Однако, зольник при укреплённом поселении Степное может оказаться ключевым объектом для понимания истории происхождения феномена синташтинской культуры. Погребение ямной культуры можно считать погребением одного из первых строителей «Страны городов». В следующие годы раскопки зольника у Степного будут продолжены и, вместе с результатами естественнонаучных анализов, помогут пролить свет на многие вопросы археологов.

Исследования выполняются по грантам РНФ «Изучение последствий скотоводства около поселений синташтинско-аркаимского типа в Южном Зауралье: междисциплинарные исследования» и «Разработка информационной системы для дистанционного исследования археологических памятников с использованием методов математического моделирования, картографирования и глубокого машинного обучения».

О чём в ЧелГУ говорил Академик РАН Александр Сергеев

В ЧелГУ побывал научный руководитель Национального центра физики и математики (НЦФМ), академик РАН Александр Сергеев. Ключевым событием двухдневного визита видного учёного в Челябинск стала его научно-популярная лекция, объединившая в самой большой аудитории нашего вуза школьников, студентов, аспирантов и молодых учёных.

Предлагаем вашему вниманию небольшие выдержки из лекции экс-руководителя Российской академии наук. О чём? О цифровых двойниках, о природе молний, о магнитном поле Земли, о суперкомпьютерах и моделировании на них, о квантовых технологиях и, конечно – о главной «фишке» НЦФМ – установках класса «мегасайенс».
 
О том, каким будет Национальный центр физики и математики к 2030 году:
 
«Мы находимся под пристальным вниманием Правительства РФ. НЦФМ – представляет собой единство науки, современного образования, трансфера технологий и развития территорий. Это будет академгородок XXI века, когда и наука другая, и манеры делать науку – тоже другие. Да и система образования изменилась существенно, и технологический уклад, при котором мы живём, отличается от того, что был. Если говорить об этапах становления, то первый этап – быстрого старта – мы в НЦФМ уже прошли. Сейчас находимся на среднесрочном этапе, это 2023-2025 гг. А к 2030 году мы должны построить наш академгородок XXI века, добиться того, чтобы он вошёл в число ведущих международных научных центров и по существу построить город, в котором будут жить и работать около 10 000 человек, включая сам институт, который объединит 2000 сотрудников. Будет всё – и научная, и образовательная с кампусами, и общая социальная инфраструктура. Мы создаём полноценные условия для жизни и творчества учёных».  
 
О компьютерном моделировании и о том, почему совсем скоро в научном обиходе появятся такие понятия, как «цифровой двойник» и «паспорт полного жизненного цикла продукта»:

«Сначала современные материалы создаются на вычислительных устройствах. Заказчик ставит задачу перед учёным по созданию материалов с особой теплопроводностью, электропроводностью и другими характеристиками. Специалисты проверяют на компьютере, как по материалу идёт ток, как вещество реагирует на различные физические воздействия и так далее, постепенно выстраивая технологию создания реальных материалов. 
У каждого процесса, явления или системы может быть цифровая модель, цифровой двойник. Если он способен показать, как материал функционирует во времени под разными воздействиями, это уже цифровой двойник полного жизненного цикла. В будущем любая технология будет восприниматься, только если к ней приложат паспорт полного жизненного цикла продукта. Это очень важная задача, за которую мы в Национальном центре физики и математики берёмся при поддержке Росатома».  
 
О магнитных полях и работе по разгадке природы молний:
 
«Индукция магнитного поля Земли составляет всего примерно 0,5 Гаусса. Поле это мы не чувствуем, но оно запечатлено в свойствах биомолекул. И сенсоры такого маленького магнитного поля в природе есть – птицы, которые ориентируются по магнитному полю Земли. Вполне возможно, что и у человека есть сенсоры магнитного поля. Земля с его магнитным полем, защищает нас от солнечного ветра. 
А вот электронные свойства новых материалов удобно исследовать в сильных магнитных полях, чтобы визуализировать. Сильные магнитные поля – хороший инструмент для того, чтобы исследовать новые вещества, которые мы научились делать с помощью цифровой химии.
Много чего происходит и в ближнем космосе. Например, нам не конца понятна природа молний. Шаровая молния – до сих пор загадка! Но атмосферное электричество – это элемент глобальной электрической цепи. Это мы тоже исследуем в НЦФМ».  
 
О том, как установки класса «мегасайенс» станут залогом выхода на передний край науки:
 
«Учёных влечёт эксперимент, благодаря которому можно проверить свои идеи. Чем уникальнее идея, тем сложнее её проверить – на установке должна быть возможность выставить строго определённые параметры для испытания теории. Сегодня научные установки класса «мегасайенс» существуют в единичном экземпляре. Обычно эти установки – фабрики уникального знания. Какой эксперимент ни проведёшь – всегда будешь первым. Эта возможность привлекает учёных со всего мира.  
В НЦФМ мы создаём целых три мегасайенс-проекта: фотонную вычислительную машину рекордной производительности, Центр исследований экстремальных световых полей на основе лазера с рекордной, экзаваттной мощностью и многофункциональный ускорительный комплекс с источником гамма-излучения рекордной яркости».  
 
О том, что такое «Интернет вещей», «Системы квантового распределения ключей» и благодаря чему эти технологии станут реальностью:
 
«Квантовые технологии – это та тема, в которой Челябинск стремится стать лидером в России и даже в мире. Как устроены каналы квантовой защиты информации? Специалисты передают последовательность оптических импульсов, кодируют информацию, например, хоть по «Евгению Онегину» и так далее. Даже если этот канал прослушивается, самый мощный компьютер не успеет раскодировать информацию в течение дня, на раскодировку потребуется слишком много времени, и информация уже устареет.  
Создание систем квантового распределения ключей – это уже реальность, применимая к оптоволоконным линиям связи. Такими каналами сегодня защищён обмен между городами, научными институтами. Подобная защита информации важна для банковской сферы, государства. Эта система будет создаваться в Челябинской области, и она свяжет много потребителей, будет большой рынок. Эта тема станет особенно актуальной, когда появится интернет вещей через низколетящие спутники. Поиск передачи таких ключей сквозь атмосферу – задача исключительно важная, которой мы и будем заниматься в Национальном центре».


Наталья ЧАНОВА,
Фото Станислава Кикосова​

Взвешивание без стресса

Математики ЧелГУ научили нейросеть бесконтактно оценивать вес и ценность животных. Умная система при помощи технологии компьютерного зрения уже сейчас может не только увидеть экстерьерные параметры животного в текущем моменте, но и способна многое предсказать.

«При помощи камер и обученных нейронных сетей мы можем понять, насколько продуктивно животное будет прирастать мясом, – разъясняет автор методики, заведующий кафедрой компьютерной безопасности и прикладной алгебры математического факультета ЧелГУ Алексей Ручай. – Не прикасаясь к корове, мы определяем массу её тела и присваиваем категорию мяса. Например, не секрет, что гурманы высоко ценят мраморную говядину. Можно спрогнозировать, сколько такого деликатеса получится, когда телёнок подрастёт. Мониторинг, который мы проводим, позволяет принимать верное решение об оптимальном времени забоя скота, что позволяет сократить затраты на его выращивание. Но это не единственная практическая задача, которую мы помогаем решить животноводам. Наша модель помогает селекционерам отобрать самых перспективных животных». 

Работа в заданном направлении ведётся на математическом факультете ЧелГУ уже шесть лет, с тех пор, когда усилиями профессора кафедры вычислительной механики и информационных технологий Виталия Кобера были налажены научные связи ЧелГУ с Федеральным научным центром биологических систем и агротехнологий РАН (ФНЦ БСТ РАН). В 2017 году возникла идея создавать трёхмерные модели животных при помощи технологии компьютерного зрения, а полученные результаты использовать для решения прикладных научно-практических задач.

Сегодня в промышленном животноводстве оценка экстерьера и продуктивности скота производится экспертом субъективно и в ручном режиме. Традиционное взвешивание животного обычно сопровождается стрессом для него, что может даже привести к потере массы тела. Методика, разрабатываемая учёными ЧелГУ в коллаборации со специалистами ФНЦ БСТ РАН, решает эти задачи.

«Эффективность и точность нашей методики напрямую зависит от обширности базы данных. Нужно постоянно проводить эксперименты по бесконтактному взвешиванию разных животных, – поясняет Алексей Ручай. – Это сложный и трудоёмкий процесс, но мы справляемся, благодаря сотрудничеству с Федеральным научным центром, обладающим своей экспертной базой. Нам предоставляют доступ к животным для исследований, да и производители охотно идут на контакт, ведь они заинтересованы в результатах нашей работы». 

Ряд проектов математики ЧелГУ развивают вместе с генетиками. В частности, учёные выясняют, какой ген крупного рогатого скота отвечает за морозостойкость. В рамках другого исследования данные экстерьера, полученные при помощи камер, также сопоставляются с генами. Таким образом можно выяснить, какие именно гены отвечают за те или иные экстерьерные характеристики.

Экспериментальная работа показала, что погрешность бесконтактного измерения составляет 5-10 %, что сопоставимо с обычным взвешиванием. При этом инновационная разработка обладает рядом преимуществ: она, как минимум, заменяет физический труд на автоматический и исключает стресс животного. Для фермеров сама идея навести камеру на телёнка и узнать, каким будет его мясо спустя полгода, выглядит очень привлекательной.

Алексей Ручай признаётся, что технология бесконтактного измерения скота пока несовершенна. Но сейчас полным ходом идёт её апробация, которая включает испытание возможностей, оценку точности и надёжности.

В настоящее время разработчики ЧелГУ пробуют разные камеры и способы их установки, отрабатывая алгоритм нейросети на разных видах животных. С помощью бесконтактной системы измерять можно не только крупный рогатый скот, но и мелкий – свиней или овец, например. Параллельно учёные прорабатывают вопрос, как заставить животное двигаться по определённой траектории. Есть в проектах и другие сложности. К примеру, сейчас компьютерное зрение некорректно различает чёрных особей. Но эта задача со временем выполнима. Для того, чтобы нейронная сеть «умнела», исследователям ЧелГУ нужно собрать как можно больше новых данных.

Первоначально эксперимент строился на основе трёх камер. Учёным требовалось откалибровать оборудование и зафиксировать животное. Сегодня участники проекта работают над методикой измерения при помощи одной камеры, мимо которой просто проходит животное. Цель будет достигнута при создании достаточно простой, универсальной и автоматизированной системы бесконтактного измерения, настроить которую сможет человек без специальной подготовки.

​Наталья Чанова,
Фотоматериалы Алексея Ручая