И дольше века длится день рождения кванта

В этом году исполняется 100 лет современной квантовой теории субатомных частиц, электронов и ядер, образующих химические атомы. В 1925 году были опубликованы две квантовые теории: Вернером Гейзенбергом — матричная механика, а Эрвином Шрёдингером — волновая механика. Далее, была показана их идентичность и создан новый научный предмет, квантовая химия, объяснивший природу химических связей в молекулах вещества. Спустя полвека, с наступлением эры ЭВМ в середине 70-х годов, квантовая химия превратилась в «атомно-молекулярную» инженерную дисциплину, обслуживающую химические технологии.

В канун нового миллениума квантовая теория проникла в сферу нанотехнологий, а также молекулярных биотехнологий. Эти технологические ниши лежат в «над-атомном» масштабе и требуют при исследованиях и расчётах применения суперкомпьютеров. Тем не менее, они с лихвой окупаются по сравнению с натурным экспериментом, являясь локомотивом в новых прорывных направлениях химической и биохимической медицины, фармации.

В «нулевых» годах XXI века началась так называемая вторая квантовая революция. Мы её свидетели и участники. Это новый технологический прорыв уже внутрь атомов. Во всём мире началась гонка в разработке «субатомных» квантовых технологий, объектами манипуляций в которых являются один, два и более электронов («рои» электронов) в атоме, а также атомные ядра («мечта» алхимиков).

Особенностью экстрима субатомных манипуляций является то, что их квантовые механизмы выходят на световой предел скоростей фотонов и требуют применения квантовой электродинамики электронов, а также кварк-глюонной квантовой динамики внутри ядер. Сейчас сюда направлены основные усилия теоретиков и компьютерных модельеров. С помощью коллайдеров, синхротронов и сверхмощных лазеров привлечены многомиллиардные Мегапроекты натурных экспериментов. Нобелевские награды текущих лет уже прокладывают путь в развитии субатомных квантовых технологий в мировом научном сообществе.

Мне, как студенту, а затем учёному, преподавателю, заведующему второй в Советском Союзе кафедрой квантовой химии, а также, впоследствии, кафедрами физической и коллоидной химии химического факультета и физической и неорганической химии института химии и химико-фармацевтических технологий АлтГУ, посчастливилось пройти непосредственным участником всех этапов развития квантовой науки ровно 50 лет! На кафедре ФиНХ в настоящее время работают трое из моих 10 кандидатов наук, закончивших химический факультет АлтГУ. Они, а также несколько аспирантов, вместе с более десятью магистрантами, успешно продолжают работать в научной школе химиков — «квантовиков» в области объектов субатомных, атомных и над-атомных масштабов в учебно-исследовательской лаборатории «Компьютерного нано-биодизайна» и в сетевой, совместно с ИФПМ СО РАН, научно-исследовательской лаборатории «Квантовых технологий материалов», а также планируют работы на синхротронном Мега-комплексе «СКИФ» под Новосибирском. Добрый им путь!

Заведующий кафедрой ФиНХ,
профессор, доктор физико-математических наук С. А. Безносюк
11.05.2025 г.