Высокие технологии

Не успеешь и глазом моргнуть!

Александра Калашникова исследует способ в десятки раз быстрее записывать информацию на жесткий диск

Хоть и говорят, что наукой в России заниматься сложно из-за маленьких зарплат и бюрократических трудностей, но все же молодых талантливых ученых у нас с каждым годом становится больше. Петербурженка Александра Калашникова - из этой новой поросли. Сейчас она изучает воздействие лазерных импульсов на магнитные материалы. Для обывателя звучит расплывчато и непонятно, но на самом деле тема ее исследований крайне актуальна. Речь идет о создании технологии, которая позволит в десятки раз быстрее записывать и изменять информацию на жестком диске компьютера! Успех подобных исследований сулит новый прорыв в сфере компьютерной техники. Ведь еще со времени появления первых электронно-вычислительных систем производители постоянно бились над двумя главнейшими задачами: компактность и быстродействие. Сегодня с трудом верится, что когда-то один компьютер занимал огромную комнату, а операции, которые он сейчас «щелкает» за минуту, выполнялись по несколько дней.

Лазерный импульс
Исследования Александры Калашниковой уже успели высоко оценить. В этом году за выдающиеся результаты в области науки и техники ее наградили премией для молодых ученых, учрежденной правительством города и Санкт-Петербургским научным центром РАН. Вообще, как отмечает Александра, в последнее время стали лучше финансировать ученых, особенно тех, кто работает в прикладных областях. Сама Калашникова - старший научный сотрудник лаборатории физики ферроиков Физико-технического института им. Иоффе. Этой лаборатории российское правительство в прошлом году выделило «мегагрант», что позволило оснастить ее на самом высоком уровне. А ведь это очень важно для научных исследований. Здесь требуется новейшее точное оборудование, без которого просто невозможно проводить необходимые эксперименты.
- В целом мы в лаборатории исследуем то, как реагируют различные материалы на воздействие очень коротких лазерных импульсов, - рассказывает Александра. - А конкретно я занимаюсь магнитными материалами. Именно эти материалы широко используются в жестких дисках компьютера для хранения информации. Сейчас поясню. Информация на жестком диске хранится в тонкой пленке магнитного материала. Чтобы записать или переписать информацию, нужно изменить намагниченность, то есть сменить «плюс» на «минус», единицу на ноль или наоборот. В настоящее время для этого используются короткие импульсы магнитного поля. Грубо говоря, в жестком диске есть маленькая катушка с током, которая создает нужный импульс. Стандартная длительность этих импульсов составляет порядка одной наносекунды, что является одним из факторов, определяющих скорость записи информации. Однако применяя сверхкороткие лазерные импульсы, мы можем управлять намагниченностью материала намного быстрее. Потому что лазерные импульсы, которые мы используем, по своей длительности на четыре порядка короче, чем импульсы магнитного поля! Быстрее изменяется намагниченность - быстрее идет запись информации.

Лаборатория возможностей
Рассказывая нам все это, Александра кажется по-настоящему счастливой и вдохновленной. Мы, честно говоря, ею даже залюбовались. Она - худенькая, хрупкая девушка с выразительными глазами и живой мимикой, много жестикулирует, часто улыбается и смеется от души. И еще очень старается объяснять нам все доступным языком. Благодаря ее уточнениям мы даже вспоминаем из давно забытого курса физики, что такое спектральный диапазон и что наносекунда - это если секунду разделить на миллиард.
Закончив с теорией, Александра ведет нас в лабораторию, где проводятся основные исследования. Здесь даже стол специализированный! Он закрыт прозрачным колпаком и стоит на специальных опорах, позволяющих гасить вибрации. Также стол оснащен системой фильтрации воздуха и компрессором, который создает под колпаком избыточное давление, чтобы в воздухе не летала пыль. За чистотой здесь следят очень строго. Ведь на столе проводится множество экспериментов с использованием лазеров, зеркал и оптики. Если на поверхность зеркала или линзы угодит пыль, а потом на этот участок попадет лазерный луч, то пыль загорится и испортит очень дорогостоящее оборудование. К слову, лазерный источник в лаборатории установлен довольно мощный. Он способен выдать короткий импульс пиковой мощностью в 10 гигаватт, которым запросто можно прожечь дырку в металлической пластине!
Но главная гордость местных физиков - впервые созданная в России установка, которая совмещает в себе два важных параметра. Она дает возможность перестраивать длину волны лазерного импульса в очень широком спектральном диапазоне: от видимого человеческому глазу зеленого до невидимого инфракрасного. И при этом - исследовать с помощью таких импульсов быстрые процессы в самых разных материалах. Стоит отметить, что большинство лабораторий, где проводятся лазерные исследования, работают с импульсами определенной волны, что во многом сужает экспериментальные возможности. В этом плане у петербургских физиков есть существенное преимущество.

Счастье быть ученым
Эх, побольше бы нам лабораторий такого уровня! Это попросту необходимо, чтобы светлые головы не утекали за рубеж. Ведь зачастую талантливых ученых толкает на смену жительства не столько вопрос оплаты труда, сколько более широкие возможности для научных исследований. К слову, та же Александра Калашникова в рамках международного сотрудничества какое-то время училась и работала в Европе, но не осталась там, а вернулась в Россию. Хорошо, что у нее есть возможности для развития в родном Петербурге: сильный научный коллектив и лаборатория, подходящая для передовых исследований. Но не будь на родине условий для ее научных изысканий, пришлось бы встать перед очень непростым выбором.
- К сожалению, в России достаточно тяжелая ситуация с молодыми учеными, - признает Александра Калашникова. - Но в нашей лаборатории прилагаются все усилия, чтобы поддерживать молодых сотрудников, чтобы они думали о своих исследованиях, а не отвлекались на работу на стороне. В науку люди вообще идут не за высокими зарплатами, среди нас много энтузиастов. Это ведь большое счастье - делать то, что до тебя еще никто не делал. Мы постоянно в поиске, и это очень волнующее чувство. И все же  на голом энтузиазме далеко не уедешь. Нужна нормальная научная и материальная база, нужна цель, нужно чувствовать себя востребованным.

Юлия ЛИ
Фото Святослава АКИМОВА