Расшифровать сейсмограмму и разрезать с помощью лазера молекулу на отдельные атомы. Найти безопасную зубную пасту и протестировать новые противоопухолевые препараты. В СПбГУ всё это могут и уже делают школьники под чутким руководством университетских ученых и исследователей.
Возможность в буквальном смысле прикоснуться к миру науки школьники получили в рамках летней учебно-исследовательской практики по физике для обучающихся 10-х классов образовательных учреждений Санкт-Петербурга. Основной пул составляют учащиеся Академической гимназии СПбГУ им. Д. К. Фаддеева, есть учащиеся губернаторского физико-математического лицея № 30 и президентского физико-математического лицея № 239. Практика проходит в два потока: с 1 по 13 июня и с 15 по 26 июня.
Программу для школьников ученые СПбГУ разработали достаточно интенсивную. Пять двухчасовых лекций, экспериментальная практика по их итогам, экскурсии в ресурсные центры, работа в лабораториях — все это по шесть часов каждый день в течение двух недель. По их истечении школьникам еще нужно представить и защитить на итоговой конференции результаты своей самой что ни на есть настоящей исследовательской работы, проведенной на базе Научного парка СПбГУ. Как рассказал Алексей Валерьевич Донец, один из организаторов практики, доцент СПбГУ, школьникам на выбор предложены и теоретические, и экспериментальные, и прикладные учебно-исследовательские проекты. Выбирать есть из чего — к услугам юных пытливых умов коллективы и оборудование двенадцати кафедр, шести лабораторий, пяти ресурсных центров и научно-образовательного центра «Электрофизика». Все они готовы предложить школьникам интересные темы в области биофизики, оптики, физики твердого тела, а также теоретической, ядерной физики и физики Земли и атмосферы. «Современным школьникам, углубленно изучающим физику и математику, очень не хватает экспериментальной части. Они должны научиться что-то делать своими руками. Ведь для того чтобы создавать новое, нужно экспериментировать», — объясняет Алексей Донец. Так, физика сверхвысоких энергий сегодня — это сложный комплекс различных направлений, в том числе прикладных. Например, как физик-теоретик получает новую информацию о свойствах частиц на Большом адронном коллайдере? Для этого нужно разогнать частицы мощными электромагнитными ускорителями, столкнуть их друг с другом в специальной камере, зарегистрировать «осколки» в детекторах, записать и обработать терабайты информации. Разработка и создание нужных для этого устройств требует специалистов из самых разных областей.
Вот почему учебно-исследовательским проектам в программе отведена почти половина общего времени практики. Что неудивительно, ведь поработать там есть над чем. Так, например, двое школьников под руководством Валентина Агабабаева, инженера СПбГУ (кафедра квантовой механики), в рамках практики изучают поведение частиц в ловушках Пеннинга, благодаря которым можно хранить и удерживать электроны. «У электрона есть магнитный и механический моменты. Отношение первого ко второму есть гиромагнитное отношение. Множитель, связывающий гиромагнитное отношение с классическим значением этого гиромагнитного отношения, — так называемый g-фактор. Его-то мы и изучаем. Нужно это не только для того, чтобы лучше узнать устройство мира и получить более точные данные для фундаментальных констант и самой точной проверки современной теории электромагнитных взаимодействий — квантовой электродинамики, но и для многих прикладных аспектов. Например, для создания сверхточных атомных часов. А они, в свою очередь, важны в геологоразведке или в навигации, в частности для работы спутниковой связи GPS или ГЛОНАСС», — рассказал Валентин Агабабаев.
«И для лабораторных практикумов, и для исследовательских проектов мы постарались отобрать такие темы, которые имеют „выход“ на реальное применение в жизни, — говорит Алексей Донец. — Все привыкли, что тепло переходит от горячего к холодному, а мы на практикуме демонстрируем обратный переход — от холодного к горячему, и объясняем, почему КПД такого двигателя выше и почему использовать его эффективнее, чем греть воду в ТЭЦ. За этим феноменом стоит сложная теория, но это можно увидеть в жизни, это вокруг нас. Так мы даем ребятам возможность почувствовать вкус науки».
Это уже вторая подобная летняя практика, реализуемая в Университете. В прошлом году 62 учащихся уже смогли почувствовать вкус науки в СПбГУ. Двенадцати из них он так понравился, что они вернулись в Университет осенью и продолжили свои исследовательские работы в лабораториях. Некоторые из этих работ оказались настолько сильными и конкурентоспособными, что шестерых школьников пригласили выступить с докладами в рамках международной научной конференции «Наука и прогресс». Специально для ребят была организована отдельная секция «Первые шаги в науке». Многие из них впоследствии принимали участие и в других российских и международных научных мероприятиях.
«Наша главная задача — показать школьникам, что в нашей стране можно заниматься наукой, „привязать“ их к физике», — считает Петр Викторович Великоруссов, старший преподаватель СПбГУ и один из организаторов летней практики.
Подробнее с программой летней учебно-исследовательской практики по физике можно ознакомиться здесь.