ЦВЕТ ГРАНАТА

Заведующий лабораторией Института физических исследований (ИФИ) НАН РА доктор физико-математических наук Ашот ПЕТРОСЯН занимается выращиванием кристаллов с 1969 года. Во время прохождения дипломной практики в московском Институте кристаллографии им. Шубникова он познакомился с известным советским ученым-кристалловедом Хачатуром Багдасаровым и позднее стал его аспирантом. Так начался его путь в науку - сферу, где даже маленький шаг вперед - результат настойчивых многолетних усилий, а признание и известность - награда немногих.

СФЕРА ПРИМЕНЕНИЯ ИСКУССТВЕННЫХ КРИСТАЛЛОВ ЧРЕЗВЫЧАЙНО ШИРОКАЯ. Это научное и медицинское приборостроение, авиационная и космическая промышленность, датчики разного назначения, ювелирное производство и т.д. Может возникнуть вопрос: зачем выращивать искусственные кристаллы, если существуют природные? Оказывается, искусственные кристаллы имеют свои преимущества, их качество значительно выше, а свойства более отвечают задачам их научного, технического и промышленного использования. К тому же в природе кристаллы растут веками, а быстро развивающиеся наука и техника постоянно расширяют поле практического применения этих материалов. Их рынок неуклонно растет. Ученые даже научились создавать кристаллы, которых не существует в природе. А совокупность их свойств подсказывает новые области применения. Возможно, человеческий интеллект в чем-то опережает мудрость природы, но именно она подсказывает ученым направления поиска, предоставляет сведения о структуре и oжидаемых свойствах кристаллов.

Свою исследовательскую деятельность Ашот Петросян начал с кристаллов, которые используются в твердотельных лазерах. Это кристаллы со специальными примесями, оптические требования к которым очень высокие. В 90-е годы он стал заниматься и сцинтилляционными кристаллами. Сцинтилляция - свойство вещества излучать свет при поглощении ионизирующего излучения. Такие кристаллы работают как детекторы и используются во многих сферах профессиональной и научной деятельности - в физике высоких энергий, ядерной медицине, геологической разведке, природоохранной деятельности, контроле безопасности и т. д.

Цикл работ, за которые в этом году Ашот Петросян был награжден президентской премией по физике, включал исследования последних трех лет в области как сцинтилляционных, так и лазерных кристаллов. Были исследованы свойства полученных материалов с новыми примесями и образующиеся в них структурные дефекты, что представляет особый научный и практический интерес. Важно определить функциональную роль этих дефектов, то, как они влияют на работу кристалла, и конечный результат. Дефекты оказывают большое влияние как на характеристики кристаллов, так и на их совокупные физические свойства.

 В ПРЕДСТАВЛЕННЫЙ НА СОИСКАНИЕ ПРЕМИИ ЦИКЛ ВОШЛО 13 РАБОТ ПО ЕДИНОЙ ТЕМАТИКЕ - дефектам в лазерных и сцинтилляционных кристаллах. Температура плавления кристаллов - порядка 2000 градусов. При их выращивании возникает множество факторов, способных привнести структурные нарушения, в том числе и включения микрочастиц. Кристаллы выращиваются в больших камерах, в атмосфере особо чистых газов. В основном используют классические методы. В стакан из тугоплавкого металла иридия опускается соприкасающийся с расплавом затравочный кристалл, который начинает медленно вытягиваться вверх.

В прошлом ИФИ НАН РА имел свой опытный завод, где выращивались серии различных кристаллов больших размеров. Среди предприятий этого профиля расположенное в Аштараке производство считалось одним из лучших в СССР. В советские годы Армения активно развивала данное направление. Искусственные рубины, которые производил тогда Кироваканский химкомбинат, успешно конкурировали с той же продукцией, производимой в США и Европе.

В Нор Аджне выращивались сапфиры очень крупных размеров. В Ереване действовал институт "Лазерная техника". Сегодня от всех этих производств осталась лишь малая часть. За годы, когда Армения только останавливала свои предприятия, прочные позиции на мировом рынке занял Китай, который поставляет кристаллы приемлемого качества по очень низкой цене. Восстановить потерянные производства Армении вряд ли удастся, это потребовало бы слишком серьезных вложений. Да и работать на них уже некому. Закрыв производства, Армения потеряла высококлассных специалистов этого профиля.

К счастью, науку все-таки удалось сохранить. Даже в тяжелые 90-е годы, используя дизель-генератор, энергии которого хватало только на одну установку, ученые продолжали исследования. Удалось сохранить в рабочем состоянии и старое советское оборудование, которое используется и сегодня. И что интересно - получаемые на нем научные результаты удивляют и вызывают интерес зарубежных коллег. Выживающая в сложных условиях наука Армении все еще не растеряла одаренных ученых. Поэтому широкие научные контакты лаборатории, которой руководит Ашот Петросян, легко объяснимы. Сотрудничество с ЦЕРНом - Европейским центром ядерных исследований длится уже долгие годы. Армянские ученые проводят там совместные измерения. Техническое оснащение ЦЕРНа и армянского ИФИ не сравнить. Однако существует целый ряд кристаллов, способы получения которых армянские ученые сумели найти лучше своих зарубежных коллег. Некоторые соединения имеют очень узкую область устойчивости, в которую нужно сначала попасть, а потом благополучно из нее выйти, иначе не получится кристалл необходимой структуры. А эти кристаллы востребованы.

 В САМОМ ЦЕРНЕ НЕ ЗАНИМАЮТСЯ ВЫРАЩИВАНИЕМ КРИСТАЛЛОВ, ТАМ ИХ ТОЛЬКО ИСПОЛЬЗУЮТ, но в Европе и США очень много крупных и солидных фирм, которые занимаются выращиванием кристаллов. Однако некоторые кристаллы, которые выращивают в ИФИ, промышленность не производит, поскольку процесс их получения очень сложный, но они признаны перспективными в будущих экспериментах по физике высоких энергий.

Другое важное направление, по которому лаборатория Петросяна сотрудничает с Национальным техническим университетом Беларуси, - создание новых материалов для лазеров с ультракороткими импульсами. Такие кристаллы очень востребованы для микрообработки в промышленности, а также в биомедицине. Поддерживаются активные научные связи с Лионским университетом, с известной американской лабораторией в Беркли и Институтом им. Иоффе в Петербурге.

 Каждый кристалл имеет свою технологию выращивания. Ашот Петросян занимается преимущественно гранатами, в числе которых более ста видов кристаллов, разнящихся по составу. Их цвет и другие характеристики определяются вводимыми примесями. Для использования в лазерах природные гранаты не подходят. В случае лазера кристалл накачивают светом или другим лазером, и он дает излучение на другой длине волны, зависящей от примесей, введенных при его получении.

 Меняя состав добавок, можно регулировать свойства кристаллов. Одна из серьезных задач, стоящих перед учеными, - обеспечение радиационной прочности кристаллов. Если материал работает в жестких радиационных условиях, начинается деградация его оптических свойств, которые важны не только на космических кораблях, но и для обычного лазера, в сцинтилляторах. И тут снова приобретает актуальность проблема дефектов, которые дают поглощение и портят основные свойства материалов. Это одна из самых важных задач ученых, получающих кристаллы для применения в физике высоких энергий. Очередные работы, проводимые лабораторией Ашота Петросяна, посвящены этой проблеме. Для получения некоторых кристаллов используется разработанный Хачатуром Багдасаровым метод вертикально направленной кристаллизации. На Западе он не используется, вернее, там применяются другие модификации этого метода, которые не обеспечивают кристаллу необходимые свойства. У лаборатории Ашота Петросяна есть своя ниша в исследованиях кристаллов и в сфере разработки новых рецептов их получения.

 Наука Армении - своего рода заповедная зона, где еще сохранились особые люди, бесконечно преданные своему делу, скромные труженики науки, имена которых мало кому известны. Готовые работать за мизерную зарплату, на старом оборудовании, они умеют получать научные результаты в условиях, совершенно неприемлемых для их зарубежных коллег. И, наверное, именно им мы обязаны тем, что в нынешнем, в значительной мере растерявшем духовность и высокие идеалы обществе еще сохранился потенциал, способный обеспечить нашему народу развитие и достойное будущее.