- ТПУ: Ученые Политеха предложили использовать более дешевые материалы для получения «паспорта» молекулы в сверхчувствительных сенсорах;
- ТГУ: Госуниверситет и CERN расширят сотрудничество по микроэлектронике и детекторам.
ТПУ: Ученые Политеха предложили использовать более дешевые материалы для получения «паспорта» молекулы в сверхчувствительных сенсорах
Ученые Томского политехнического университета и их коллеги из Германии предложили новый метод сравнения металлов, который помогает более качественно и точно, чем все существующие сегодня технологии, определить, какой из них лучше подходит для создания сенсоров, используемых в поверхностно-усиленной рамановской спектроскопии. Этот вид спектроскопии применяется в самых различных областях — пищевой промышленности, медицине, материаловедении и криминалистике. Он помогает получить «паспорт» молекулы, который показывает ее химическую структуру. Результаты исследования опубликованы в журнале Sensors and Actuators B: Chemical.
Авторами исследования стали ученые из Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ, Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ, Технологического университета Хемница (Германия) и Штутгартского университета (Германия).
В основе метода рамановской спектроскопии лежит способность исследуемых систем (молекул) к неупругому (рамановскому, или комбинационному) рассеянию монохроматического света, что позволяет идентифицировать колебания молекул. Говоря простым языком, молекула освещается лазером, и ученые идентифицируют ее по рассеянному световому сигналу. Таким образом, она и получает свой уникальный «паспорт».
Сверхчувствительность метода обеспечивается специальными наноструктурированными металлическими подложками. И чем активнее они усиливают световой сигнал, исходящий от молекулы, тем качественнее производится ее идентификация.
Правильно подобранный металл имеет важное значение для эффективного усиления оптических сигналов. Метод ученых ТПУ и их коллег помогает наиболее точно определить, какой из металлов лучше всего способен справиться с этой задачей.
В своей научной статье ученые впервые, один к одному, сравнили на чувствительность к световому сигналу четыре металла — медь, алюминий, золото и серебро. Ранее такого сравнения, по словам авторов, никто не проводил.
«Проблема в сложной структуре металла и большом количестве параметров, которые необходимо учитывать при проведении такого сравнительного анализа. Нужно учитывать свойства металлической наноструктуры, с помощью которой проводится анализ, а также расположение и свойства молекул, которые мы детектируем. Во многих экспериментах сложно все эти параметры контролировать одновременно, — объясняет Рауль Родригес, профессор Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ. — Сейчас для приблизительного сравнения подложек используют параметр, который называется коэффициентом усиления. Он показывает, насколько мы улучшили эффективность метода анализа. Для его расчета нужно точно контролировать, сколько молекул испытали на себе эффект усиления оптического сигнала. Говоря простым языком, стали светиться ярче. Для этого традиционно проводятся оценки количества молекул, которые невозможно проверить экспериментально».
ТГУ: Госуниверситет и CERN расширят сотрудничество по микроэлектронике и детекторам
Ректор ТГУ Эдуард Галажинский встретился с руководством коллабораций TOTEM и ATLAS, а также посетил экспериментальную подземную площадку эксперимента CMS (компактный мюонный соленоид) в Европейском центре ядерных исследований. В ходе рабочей поездки в CERN он обсудил развитие сотрудничества в области совместных разработок и стажировок для преподавателей и студентов. Добавим, что ТГУ – единственный представитель России, который сотрудничает с TOTEM.
Эдуард Галажинский встретился с руководителем эксперимента ТОТЕМ Симоне Джиани и осмотрел детекторы высокоточного протонного спектрометра ТОТЕМ. Также он обсудил перспективы участия университета в программе модернизации на период до 2024 года с руководителем коллаборации ATLAS Карлом Якобсом и руководителем проекта модернизации мюонной системы ATLAS Стефанией Циммерман.
Руководитель коллаборации CMS Джоель Батлер показал ректору ТГУ компактный мюонный соленоид, где продолжаются исследования по изучению свойств бозона Хиггса.
«Мы получили высокую оценку от CERN, потому что выполняем все свои обязательства и делаем это в указанные сроки, – отметил Эдуард Галажинский. – Мы рассматриваем возможности по расширению сотрудничества в области микроэлектроники и развития детекторных технологий. Кроме того, мы планируем привлечь к работе на коллайдере программных инженеров».
В рамках визита ученые ТГУ Александр Ходинов и Евгений Черняев, которые работают в CERN, рассказали о работе групп ТГУ в ATLAS и ТОТЕМ. Ректор посетил лаборатории, где осуществляется сборка и наладка новейших детекторов «Микромегас» для эксперимента ATLAS, ему продемонстрировали стенд, который был создан командой университета для комплексного тестирования секторов мюонных камер ATLAS с помощью космических лучей.
«Наше сотрудничество развивается, например, более 10 студентов и аспирантов уже во второй раз поедут в CERN. Они будут работать в исследовательских группах, разрабатывающих новые технологии детектирования частиц, принимать участие в сборке и наладке самих детекторов, анализе больших данных коллайдера», – добавил Эдуард Галажинский.
Ведущий научный сотрудник CERN Зинур Шаррифулин рассказал о принципах работы коллайдера в условиях повышения мощности, ректор ТГУ посетил пульт управления БАК в сопровождении научного сотрудника Института им. Будкера Александра Ерохина.
Напомним, что ТГУ является действительным членом коллаборации ATLAS, а также единственным представителем России в эксперименте TOTEM.
В 2016 году университет вошел в ATLAS, где ученые ТГУ под руководством Александра Ходинова исследуют процессы распада бозона Хиггса на два мюона (мюон – более тяжелый аналог электрона). Их задачей также является модернизация мюонного спектрометра ATLAS: чтобы повысить его чувствительность для регистрации распада бозона Хиггса, физики разрабатывают новые детекторы, оснащенные многофункциональными микросхемами.
В 2017 году коллектив ТГУ получил мегагрант Правительства РФ на создание центра мирового класса по анализу данных Большого адронного коллайдера в CERN. Центр станет продолжением работы исследовательской группы ТГУ в коллаборации ATLAS.