Тема моей сегодняшней лекции: Физика тяжелых ионов и высокие технологии. Тема несколько необычная, поскольку я хотел бы показать на нескольких наглядных примерах связь исследований в области физики тяжелых ионов с прикладными исследованиями, как принято говорить. Хотя, в современной науке "прикладные исследования" как такого термина не существует, и принято говорить о life science, так называемой науке о жизни. Так вот, как связаны эти фундаментальные исследования в области этого интересного, нового направления ядерной физики, физики тяжелых ионов с прикладными исследованиями? И что общего в этих двух разных направлениях исследований? Для начала я хотел бы еще раз напомнить то, что я рассказывал в своих предыдущих лекциях об особенностях взаимодействия тяжелых ионов с ядрами. Во-первых, это особенности реакций с тяжелыми ионами, которые отличаются от всех других реакций с электронами, протонами, нейтронами. Во-вторых, это классификация реакций с тяжелыми ионами. Очень много разных типов и видов реакций в зависимости от разных параметров. И наконец, особенности описания процессов взаимодействия тяжелых ионов с ядрами. Все эти проблемы, вся эта тематика непосредственно связана с ускорительной тематикой, с развитием ускорительной техники тяжелых ионов. И только получение хороших, интенсивных, с хорошим энергетическим разрешением пучков тяжелых ионов позволило продвинуться так далеко в области физики тяжелых ионов, что мы сейчас можем свободно говорить о возможностях физики тяжелых ионов, о возможностях пучков тяжелых ионов для исследований в смежных областях науки и техники. Вот коротко основные направления, о которых я сегодня тоже вкратце упомяну. Это использование тяжелых ионов в различных прикладных исследованиях, как я сказал, в области life science, в области науки о жизни. Во-первых, это исследование использования тяжелых ионов для исследования микро- и наноструктур. Это модификация поверхности различных образцов, в том числе и реакторных материалов. Это производство новых видов ядерных мембран, специализированных для, так сказать, фильтрации самых различных веществ вплоть до микробиологических объектов, вирусов. Это изготовление различных наноструктур необычной микроконфигурации — это микро-, нанопроволочки. Радиационное материаловедение — это очень важное направление, которое сопровождает всю науку, связанную с радиационным повреждением материалов, в том числе реакторных материалов. Это разрушение материалов при длительной экспозиции в космосе. Это различные, так сказать, направления, связанные с нейтронными пучками, еще раз — реакторными материалами. Это тоже очень важные направления, и я сегодня вкратце расскажу об этих исследованиях, об использовании тяжелых ионов для симуляции тех радиационных повреждений, которые создаются в сильных полях ионизирующих излучений. Наконец, ядерная биология, ядерная медицина. Здесь очень много можно говорить об использовании как специальной терапии радиоизотопной, которая тоже использует пучки тяжелых ионов. Можно говорить о производстве фармпрепаратов специально для диагностики, и других направлениях. И наконец, ядерная астрофизика, которая требует отдельно обсуждения. И вот тяжелые ионы, пучки тяжелых ионов, существующие в настоящее время, они позволяют как бы симулировать или в лабораторных условиях воспроизводить те условия, которые, так сказать, существуют при взрыве сверхновых, в галактике, при образовании нейтронных звезд, при их распаде и т. д. и т. п. Вот этих направлений, связанных с использованием пучков тяжелых ионов в прикладных исследованиях я постараюсь сегодня коснуться. Еще раз, что такое тяжелые ионы. Тяжелыми ионами мы называем ионы элементов с зарядом больше двух и массой больше четырех. То есть элементы, тяжелее гелия. Очень сложное взаимодействие тяжелых ионов с ядрами характеризуется коренной перестройкой участвующих в реакции ядерных систем, содержащих сотни нуклонов. Т. е. при взаимодействии ядро-ядро или тяжелого иона с ядром происходит сильная перестройка образующейся в реакции ядерной системы. Вот кроме фундаментальных вещей, которые получаются в результате изучения ядерных реакций с тяжелыми ионами, мы получаем в этих реакциях экзотические состояния ядер. Это ядра с большой энергией возбуждения, с высокой температурой до несколько миллионов градусов. Ядра быстро вращающиеся. Ядра сильно деформированные. Ядра с большим соотношением нейтронов и протонов, т. е. сильно нейтроноизбыточные или сильно протоноизбыточные и т. д. и т. п. Т. е. уникальные свойства ионов, вот такие, позволяют получать и исследовать ядра, новые ядра, образующиеся только в ядерных реакциях, которые существенно отличаются от известных по нуклонному составу ядер, которые существуют в природе и являются стабильными. Таким образом, физика тяжелых ионов — это прежде всего физика экстремальных ядерных состояний, физика ядерных превращений, происходящих в экстремальных условиях. Вот что такое физика тяжелых ионов. Поэтому я уже говорил, что очень, так сказать, важно получать информацию о температурах ядер, об их угловых моментах, их нейтронном избытке. В первую очередь это важно для получения информации о процессах, происходящих у нас во вселенной.
