Новый технологический уклад: Аттосекундные нанотехнологии квантовых НЭМС киборгов

В Москве с 1 по 3 марта 2016 года прошла VII Конференция Нанотехнологического общества России (НОР) и двух сопутствующих мероприятий. Организаторы — Комиссия Общественной палаты РФ по развитию науки и образования и Общероссийская общественная организация «Нанотехнологическое общество России». Доклады проходили в Общественной палате РФ и имели онлайн трансляцию в Интернет на сайте https://www.oprf.ru/

Заседания включали следующие три мероприятия:

  • 1 марта – лекции Молодежной школы по научным приоритетам нового технологического уклада;
  • 2 марта – Конференциия НОР «Нанотехнологии: позиции России в глобальной нанотехнологической конкуренции»;
  • 3 марта – Конференция РАСН – научные доклады крупных российских ученых по широкому спектру проблем и перспектив современной науки.

Научная сессия Конференции НОР «Нанотехнологии: позиции России в глобальной нанотехнологической конкуренции» 2 марта состояла из пленарного и секционных заседаний:

  • Нанотехнологии в микроэлектронике и приборостроении
  • Нанотехнологии в ТЭК
  • Наноструктурированные металлы и сплавы
  • Наноструктурированные покрытия
  • Технологии и явления наноразмерных объектов
  • Нанокомпозитные полимеры
  • Нанотехнологии в строительстве
  • Нанобиотехнологии
  • Организация науки и образования в сфере нанотехнологий
  • Коммерциализация нанотехнологий и внедрение в промышленное производство

На конференции обсуждены современное состояние и перспективы массового распространения нанотехнологий, рассмотрены экономические аспекты инновационной деятельности, принципы коммерциализации и промышленного внедрения нанотехнологий в России.

В пленарном заседании были заслушаны доклады Президента НОР Быкова В.А. (г. Москва), Вице-президента НОР Павлова Б.П. (г. Москва), Вице-президента НОР Кричевского Г.Е. (г. Москва), Директора образовательных проектов и программ Фонда инфраструктурных и образовательных программ РОСНАНО Соболевой Е.Н. (г. Москва), члена Центрального Правления НОР Шура В.Я. (г. Екатеринбург), члена Центрального Правления НОР Хавкина А.Я. (г. Москва), члена Центрального Правления НОР Безносюка С.А. (г. Барнаул).

Научный доклад профессора, д.ф.-м.н., заведующего кафедрой физической и неорганической химии химического факультета Алтайского государственного университета С.А. Безносюка «Компьютерное моделирование аттосекундных нанотехнологий на основе квантовых НЭМС материалов» был представлен от группы соавторов: Безносюка С.А., Жуковского М.С., Масловой О.А., Терентьевой Ю.В., Максимова Д.Ю. Полнотекстовая статья «Сomputer simulation of attosecond nanotechnologies based on quantum nems in materials» была представлена в спецвыпуск журнала International Journal of Nanotechnology.

Видеозапись доклада

Если вы используете браузер Internet Explorer, и видео не отображается, установите кодеки для формата WebM.

Краткое введение в данный доклад и статью

Повышенный интерес в последнее время вызывают потенциальные возможности физики квантовых автоматов наноботов – киборгов. В основе его лежит композиция действия законов, механизмов и закономерностей новой аттосекундной физики [1-4] квантовых нано-электромеханических систем (НЭМС) [5–12]. Квантовый автомат нанобот это продукт совместного функционирования НЭМС квантовых накопителей и конверторов энергии и информации в малых, размером до 10 нм, фрагментах конденсированного состояния вещества. При этом механизмы процессов накопления и конверсии энергии НЭМС кардинально отличаются от молекулярных. В случае наномолекулярных систем (НМС) – это одноэлектронные возбуждения, колебательно-вращательные моды ядер молекул и их вибронные комбинации с характерными фемтосекундными временами осцилляций. В НЭМС – это когерентные двухэлектронные возбуждения и квантовые когерентно-спутанные электромеханические моды движения ядер и электронов, представляющих собой компактные квантовые супер-конденсаторы с разделенными электронными зарядами.

В результате различия квантовых механизмов накопления энергии НМС и НЭМС участвуют в дополнительных друг к другу каналах накопления и обмена энергией: первые в области фемтосекундных импульсов оптического диапазона (0,1 – 10 эВ), а вторые в области аттосекундных импульсов электромагнитной энергии жесткого ультрафиолета (10 – 100 эВ) и мягкого рентгена (100 – 1000 эВ). Именно это дополнительное сочетание свойств НМС и НЭМС позволяет надеяться на создание новых биомиметических наноустройств (киборгов) и наноматериалов, использующих импульсы не только оптического, но, так же, ультрафиолетового и мягкого рентгеновского частотных диапазонов электромагнитного излучения.

Не имея аттосекундных импульсных инструментов в области жесткого ультрафиолета и мягкого рентгена, пока невозможно экспериментально изучать квантово-кинетические процессы генезиса аттосекундных НЭМС в материалах [13, 14]. При этом основная причина неудач в создании таких импульсных источников – это возбуждение в материалах аттосекундных НЭМС, которые могут в ходе квантовой кинетики испускать и поглощать вторичные аттосекундные импульсы. В результате формируются нелинейно-диссипативные среды. Поэтому основная нагрузка в исследовании НЭМС лежит на теоретических методах и компьютерном моделировании процессов аттофизики НЭМС. В данной работе рассмотрены основные элементы теории и физические модели НЭМС аттосекундных квантовых автоматов наноботов.

Библиографический список

  1. Levesque J. and Corkum P.B. Attosecond science and technology. Can. J. Phys. – 2006. – Vol. 84. – P. 1–18.
  2. Corkum P.B. and Krausz F. Attosecond science. Nature Physics – 2007. – Vol. 3. – P. 381–387.
  3. Krausz F. and Ivanov M. Attosecond physics. Rev. Mod. Phys.2009; 81: 163–234.
  4. Gallmann L, Cirelli C., and Keller U. Attosecond Science: Recent Highlights and Future Trends. Annual Review of Physical Chemistry– 2012. – Vol. 63. – P. 447-469.
  5. Безносюк С.А., Жуковский М.С., Жуковская Т.М., Гришко М.С. Квантовые диссипативные структуры биомиметических наноботов в аттохимии материалов //Фундаментальные проблемы современного материаловедения. - 2012. - т.9. - №2. – С. 127-131.
  6. Жуковский М.С., Безносюк С.А., Ванчинкхуу Дж. Теоретические основы и компьютерное моделирование фемтосекундного импульсного синтеза активных центров наноструктурных превращений материалов //Фундаментальные проблемы современного материаловедения. – 2013. – Т. 10. – № 2. – С. 176-184.
  7. Жуковский М.С., Безносюк С.А. Квантовая теория моделирования фемтосекундно-импульсной самосборки и самоорганизации активных нанометровых частиц в материалах //Нанотехника. – 2013. – 1(33). – С. 41-46.
  8. Безносюк С.А., Жуковский М.С., Жуковская Т.М. Основы теории наноэлектромеханических систем плазмоидных наноботов //Фундаментальные проблемы современного материаловедения. – 2013. – Т. 10. – № 3. – С. 409-416.
  9. Жуковский М.С., Важенин С.В., Маслова О.А., Безносюк С.А. Теория и компьютерное моделирование неравновесных квантовых электромеханических процессов наноструктурирования материалов. Монография. Барнаул: Изд-во Алт. гос. ун-та, 2013. – 172 с.
  10. Beznosyuk S.A., Zhukovskii M.S., Potekaev A.I. The theory of motion of quantum electromechanical plasmoid nanobots in a condensed-state medium. Russ. Phys. J. – 2013. – Vol. 56. – P. 546-556.
  11. Beznosyuk S. A., Zhukovsky M.S., Zhukovsky T.M. Theory and computer simulation of quantum NEMS energy storage in materials //Int. J. Nanoscince. – 2015, - Vol. 14. - N (1-2). DOI: 10.1142/S0219581X14600230.
  12. Beznosyuk S.A., Zhukovsky M.S., Maslova O.A. Attosecond nanotechnology: NEMS of energy storage and nanostructural transformations in materials. // AIP Conf. Proc., 2015; 1683: 020024-1 - 020024-5; https://doi.org/10.1063/1.4932714
  13. Ott C., Kaldun A., et al. Reconstruction and control of a time-dependent two-electron wave packet //Nature – 2014. – Vol. 516. – P. 374-378.
  14. Ranitovic P., Hogle C.W., et al. Attosecond VUV coherent control of molecular dynamics //Proceedings of the National Academy of Sciences U.S.A. – 2014. – Vol. 111. – P. 912-917.