Los científicos rusos han descubierto un nuevo fenómeno físico que mejorará la eficiencia del control de los misiles balísticos intercontinentales, construirán naves espaciales capaces de volar en condiciones extremas del espacio profundo y crearán centrales nucleares autónomas para operar en áreas de difícil acceso, por ejemplo: en el Ártico. Según varios expertos, los resultados prácticos del estudio científico son tan impresionantes que merecen la pena recibir el estatus de "descubrimiento del año".
No es ningún secreto que hoy en día la mayoría de los científicos de todos los países del mundo se dedica principalmente a proyectos destinados a aumentar la eficiencia de ciertos procesos. Los verdaderos descubrimientos revolucionarios en el pleno sentido de la palabra no ocurren muy a menudo. Uno de ellos a finales del año pasado fue realizado por un grupo de profesores de la Universidad de Minería de San Petersburgo y el Instituto de Ingeniería de Física y Energía (Obninsk).
Es poco probable que el nombre de su trabajo conjunto, que se lleva a cabo desde 2010, le diga algo a un profano. Se dedicó a "la transformación de fase de carbono amorfo finamente disperso en una estructura bidimensional similar al grafeno intercalada con cesio en un plasma de cesio de descarga de gas a baja temperatura". Pero para aquellos que entienden de lo que estamos hablando, la finalización de la investigación en esta área significa un verdadero avance científico. Incluido para los militares.
Por ejemplo, gracias a su descubrimiento, los científicos nacionales fueron los primeros en el mundo en resolver el problema de "protección térmica por emisión térmica de aeronaves hipersónicas al reducir la temperatura de elementos sometidos a estrés por calor en mil grados". Como se sabe, tales dispositivos incluyen misiles intercontinentales tierra-tierra.
Vuelan a una altitud de varias decenas de kilómetros a una velocidad de hasta 8 kilómetros por segundo. En tales condiciones, la nariz y las alas se calientan hasta varios miles de grados, por lo que se forma una película de plasma sobre ellas, que actúa como un escudo electromagnético y distorsiona las señales de radio. Los operadores pierden la capacidad de controlar el misil, incluso en la trayectoria de descenso, lo que conduce a la desviación del objetivo. Los militares de todos los países del mundo gastan hoy enormes cantidades de dinero en investigaciones que permitirían excluir la aparición de plasma, pero fueron los científicos rusos los primeros en lograrlo.
Naturalmente, su descubrimiento se puede utilizar en una amplia variedad de áreas, y no solo en el ejército. Por ejemplo, hará que los vuelos al espacio profundo sean más seguros y menos costosos. Después de todo, una nueva clase de dispositivos de energía de plasma, creada bajo la dirección de los profesores de San Petersburgo y Obninsk, puede funcionar de manera más eficiente en condiciones extremas. Es decir, la electrónica de la nave espacial estará mucho mejor protegida de los efectos negativos de las altas temperaturas durante el lanzamiento y la entrada a las densas capas de la atmósfera, los flujos de radiación en el espacio sin aire y otras influencias negativas.
Otro campo de aplicación es una central nuclear autónoma para la conversión directa de energía térmica en electricidad. En sentido figurado, se trata de una pequeña central nuclear "sobre ruedas", que se puede utilizar en regiones de difícil acceso del Extremo Norte y el Extremo Oriente, donde es problemático tirar de las líneas eléctricas. Según los autores del proyecto, "un reactor de agua tipo piscina con un convertidor termoiónico aumentará significativamente los indicadores de confiabilidad y seguridad de la planta en comparación con las estructuras del casco".
Por cierto, una instalación similar puede proporcionar electricidad y suministro de calor a las plataformas de petróleo y gas en alta mar. Se colocará en el agua y se integrará en equipos eléctricos y tecnológicos. Tal esquema reducirá la proporción de hidrocarburos utilizados para la autosuficiencia en la extracción y bombeo de materias primas y, por lo tanto, aumentará el potencial de exportación del campo. Está previsto poner en práctica esta idea por primera vez durante el desarrollo del campo Shtokman, que, sin embargo, hasta ahora ha sido suspendido.
“La importancia científica del descubrimiento radica en el establecimiento del mecanismo físico de transformación del carbono amorfo finamente disperso sobre un sustrato metálico en una estructura cristalina similar al grafeno después de la exposición a un proceso de activación con un plasma de cesio de descarga de gas a baja temperatura que contiene cesio CBC. Y, con ello, la obtención controlada de valores anormalmente bajos de la función de trabajo de los electrones hasta la ausencia de plasma. Nuestra investigación ya recibió una opinión positiva de los expertos del Instituto Fisicotécnico Ioffe, en diciembre del año pasado nos otorgaron diplomas internacionales por la inauguración, y la Universidad de Minería recibió un certificado honorífico que confirma que este descubrimiento se realizó precisamente en la universidad de San Petersburgo”, explicó el Doctor en Física y Matemáticas, profesor de la Universidad de Minería de San Petersburgo, Alexander Mustafaev.
Los trabajos de este científico se publican en las más prestigiosas revistas científicas rusas y extranjeras, es autor de más de 500 trabajos metodológicos, titular de 12 patentes, y ahora - un descubrimiento más. Por una serie de trabajos especialmente importantes sobre energía nuclear espacial y nanotecnología de plasma, recibió seis premios del Presidium de la Academia de Ciencias de Rusia. Es experto en ROSATOM, una serie de grandes empresas y universidades, miembro de la American Physical Society. Es invitado a dar conferencias por las principales instituciones de educación superior de Francia, Alemania, Inglaterra y otros países.
Desde 2010, Alexander Mustafayev ha dirigido un programa científico internacional sobre tecnologías de energía y plasma junto con la Universidad de Princeton (EE. UU.). Al mismo tiempo, sus colegas estadounidenses aún no han logrado avanzar en el desarrollo de métodos para el diagnóstico de plasma hasta los rusos.
“Las tecnologías modernas de procesamiento de plasma se basan en un control muy preciso de las funciones de distribución de velocidad de iones y electrones para la fabricación de nanoestructuras. Las técnicas para medir estos indicadores en varios entornos del profesor Mustafayev son únicas y, de hecho, no se utilizan en los Estados Unidos”, señaló Igor Kaganovich, investigador líder del Laboratorio de Física del Plasma de la Universidad de Princeton.
Esta universidad, ubicada en el estado de Nueva Jersey, ocupa el decimotercer lugar en el ranking mundial de una de las agencias de QS más reputadas (Gran Bretaña), y según Times Higher Education, incluso es reconocida como la séptima del mundo después de Oxford. Cambridge, Stanford, Instituto de Tecnología de California, Massachusetts y Harvard. Entre los que financian la investigación de los científicos de esta universidad se encuentra el Departamento de Energía de Estados Unidos.
"Los logros científicos demostrados anualmente por la Universidad de Minería de San Petersburgo en los foros internacionales de la Sociedad Estadounidense de Física sobre energía de plasma, durante los nueve años de existencia de un programa científico conjunto con la Universidad de Princeton, colocan legítimamente a esta universidad a la par con centros científicos y educativos reconocidos internacionalmente", el profesor Mark Köpke, ex subdirector del Ministerio de Trabajo Científico, comentó sobre el éxito de los científicos rusos.
Según Alexander Mustafayev, los metalúrgicos pueden ser los primeros en introducir la nueva tecnología en la práctica. Después de todo, la posición científica fundamental establecida por los científicos rusos permite crear nuevas cadenas de producción prometedoras para la producción de aleaciones de aluminio y silicona. El trabajo en ellos ya ha comenzado; varias grandes empresas privadas, así como el Ministerio de Industria y Comercio de la Federación de Rusia, están participando en él.
