Обновление приборной базы в Кольском научном центре продолжается

Зачем покупать новое оборудование, если старое еще не вышло из строя? В современных научных организациях такой вопрос может вызвать только вежливое недоумение. Новое оборудование – это новые возможности: возможность быстрее проводить вычисления и точнее анализировать, обнаруживать самые малые дозы излучения и концентрации вещества, заглядывать внутрь живых организмов и минералов, в глубину земной коры и в просторы космоса. Чтобы помочь ведущим научным организациям своевременно приобретать необходимое для них оборудование, Министерство науки и высшего образования Российской Федерации в рамках реализации национального проекта «Наука и университеты» ежегодно проводит конкурсы грантов на обновление приборной базы. Уже несколько лет в этих конкурсах успешно участвует Кольский научный центр.

В 2023 году из федерального бюджета центру выделили 227 миллионов рублей для закупки современного дорогостоящего оборудования. Новые приборы получили, в частности, Горный институт, Полярно-альпийский ботанический сад-институт, Институт проблем промышленной экологии Севера и Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья.

Кандидат геолого-минералогических наук Алёна Компанченко с гордостью демонстрирует рамановский Спектрометр EnSpectr R532/R785, с недавних пор разместившийся в одном из кабинетов Горного института.

– В кабинете поддерживаются стабильные условия, которые нужны этому прибору, – поясняет Алёна Аркадьевна. – Если будет слишком жарко или слишком холодно, начнутся колебания в спектрах, что для нас не очень хорошо. Второй момент, который для него важен, – это устойчивая поверхность. Коллеги все это обеспечили и организовали очень удобное место для оператора. На один монитор можно вывести интерфейс программы, на второй – изображение с микроскопа или базу данных для сравнения спектров.

Установка представляет собой рамановский спектрометр на базе оптического микроскопа. Микроскоп «Olympus BX43», который может работать как в проходящем, так и в отраженном свете, произведен в Японии, а спектрометры отечественные: R532 – это зеленый лазер, R785 – красный лазер. Вся система разработана российской командой «Спектр-М», которую сформировали ведущие ученые Института физики твердого тела РАН. Команда создает не только удобные и мощные приборы, но и программное обеспечение для них, а также единую базу данных рамановских спектров для разнообразных веществ со всего света.

Метод, который используется в приборе, называется спектроскопией комбинационного рассеяния, или рамановской – по фамилии индийского физика. Интересно, что он был открыт одновременно и Раманом, и нашими учеными. По ряду причин Нобелевскую премию за него получил именно Раман. Суть метода состоит в идентификации неупругого рассеяния фотонов. Свет (в современных моделях – монохроматических, то есть с узким диапазоном длин волны, как правило, от лазера) взаимодействует с колебаниями атомов в молекулах, фононами или другими возбуждениями в системе, что изменяет энергию фотонов. Образец освещают лазерным лучом, затем излучение от освещенного пятна проходит через фильтр, убирающий упругое рассеянное излучение, соответствующее длине волны лазера. Остальной свет попадает в детектор. Это и называется рамановским спектром. Для каждого минерала он индивидуален, как отпечаток пальца. Таким образом, идентифицируя спектр и сравнивая его с базой данных, можно точно расшифровать минеральный состав образца.

– Спектроскоп оборудован автоматическим столиком, которым мы управляем с пульта, – продолжает Алёна Компанченко. – У него очень маленький шаг: буквально несколько микрон. Это важно, если мы имеем дело с очень мелкими объектами или газово...