Прикосновение к молекуле гатчинского учёного Бориса Турухано

Прикосновение к молекуле гатчинского учёного Бориса Турухано

Заведующему лабораторией голографических информационных и измерительных систем (ЛГИиИС) Петербургского института ядерной физики НИЦ «Курчатовский институт», доктору физико-математических наук, профессору Борису Турухано 29 октября исполнилось 80 лет.


Уже более полувека Борис Ганьевич и его супруга Никулина Турухано занимаются научной деятельностью в одной лаборатории, став авторами более 60-ти изобретений. Они – единственные супруги, вместе удостоенные почетного звания заслуженных изобретателей РФ. На их счету – множество патентов, первая в мире полноцветная голограмма, самые точные координатно-измерительные машины, способные измерять с точностью до нанометра – миллионной доли миллиметра.

В трехмерном мире

По «экспонатам» в лаборатории четы Турухано можно изучать историю отечественной голографии. Самые эффектные и понятные здесь, на взгляд обыкновенного посетителя, - голографические изображения на стенах. Летящий на зрителя дракон, древнее скифское украшение из чистого золота, собачка, словно выходящая из голограммы – все объемное, кажущееся совершенно реальным. На стенах – портреты знаменитых ученых: академики Г.Н. Флёров, П.Л. Капица, И.В. Курчатов, Ю.Н. Денисюк, Б.П. Константинов, имя которого носит сейчас Петербургский институт ядерной физики...

Для обычного человека голограмма - явление из области научной фантастики или эффектные трехмерные картинки, которые любопытно рассматривать. Для тех, кто понимает, - это одно из замечательных достижений современной науки и техники. В широком смысле слова голография - своего рода фотографический процесс, который принципиально отличается от обычной фотографии. В светочувствительном материале регистрируются не только интенсивность и частота, но и фазы световых волн, рассеянных объектом и несущих полную информацию о его трехмерной структуре. В отличие от фотографии, создающей плоское изображение, голографическое изображение может воспроизводить точную трехмерную копию оригинала.

- Деннис Габор изобрел голографию в сороковые годы, а свою первую голограмму он сделал в 1948 году, – рассказывает Никулина Турухано. – В начале

60-х наш ученый Юрий Денисюк изобрел голографию, которую можно рассматривать в обычном свете. Все это они сделали до начала использования лазера...

Голограммы на стенах лаборатории кажутся цветными, но на самом деле это не так. Как говорят ученые, колер у них есть, но он одноцветный. А вот первая в мире полноцветная голограмма – коллекции значков с городами Советского Союза – была сделана гатчинскими физиками в 1985 году.

От ботаники  до ядерной физики

Борис и Никулина Турухано встретились в Ленинграде много лет назад, когда учились в Политехническом институте. Борис Ганьевич приехал в Ленинград из Одессы, Никулина – из румынской Констанцы. У Никулины Турухано до сих пор сохранился еле заметный акцент, что придает особое очарование ее вполне русскому юмору.

Борис Ганьевич Турухано родился 29 октября 1937 года в Ташкенте, в семье военного:

- Отца носило по всей России, – рассказывает он. – Одно время мы жили в Кишиневе, где у меня был потрясающий учитель биологии. Я вывел новый сорт цветка ночная красавица и получил за это грамоту на молдавской сельскохозяйственной выставке. Мечтал учиться в Тимирязевской сельскохозяйственной академии... Я уже заканчивал десятый класс, когда в Одессу из Карловых Вар приехал мой дядя – главный геолог по урановым рудам. Он сказал: «Какие цветочки, Борис? Сейчас – время ядерной физики, время атома!»

Так несостоявшийся ботаник Борис Турухано поехал поступать в Ленинградский политехнический институт, на новый факультет инженеров-исследователей, который организовал академик А. Иоффе. Поступил с лёту, правда, сначала на физику металлов – направление ядерной физики тогда было засекречено. Перевелся на ядерную физику уже после третьего курса, досдав сразу двенадцать сложнейших дисциплин.

Борис Ганьевич и Никулина Турухано закончили Политех в 1961 году. Никулине как иностранке пришлось на время уехать домой, в Румынию, а Борис Ганьевич приступил к работе в Ленинградском физико-техническом институте (ФТИ) РАН.

- Мы начали заниматься ядерной физикой, изучали свойства материи, исследуя заряженные частицы в пузырьковой камере, – рассказывает ученый. – Это прибор, в котором видны треки частиц (их путь, траектория). По ним можно рассчитать энергию, скорость, массу частиц, изучить другие их свойства... Никулина занималась тем же самым, но используя фотографические эмульсии.

- Элементарные частицы потрогать руками нельзя, их можно изучать, только наблюдая взаимодействие с веществом, – объясняет Никулина Турухано. – Для этого создаются разные датчики и детекторы, которые могут определить взаимодействие частиц, направление их движения и силу.

- У меня была группа – 22 человека, – вспоминает Борис Турухано. – Мы работали уже здесь, в Гатчине. В 1965 году я нашел маленькую заметку в журнале «Наука и жизнь», где было написано, что появилась такая наука – голография, которую открыл лондонский ученый Деннис Габор. Я заинтересовался, пошел в библиотеку, нашел все работы Габора. Я понял, что это потрясающая вещь! Я начал заниматься голографией в том же 1965 году, но еще раньше меня, в 1962 году, голографией стал заниматься Юрий Денисюк.

Я подошел к руководителю нашего отдела, академику Антону Пантелеймоновичу Комару, говорю: «Хочу заниматься голографией. – Да у тебя же группа, целая лаборатория! Будешь один заниматься! – Я согласен»...

В 1965 году Борис Турухано создал новую лабораторию голографии, где уже в 1967 году была получена первая голограмма пузырьковой камеры, которую лишь спустя 18 лет смогла повторить Резерфордовская лаборатория. В 1969 году была разработана установка для обмера объемных голограмм пузырьковых камер. Для работы использовали небольшой ускоритель – синхротрон. Первым сотрудником Бориса Турухано в новой голографической лаборатории стала его жена Никулина. Как говорит Борис Ганьевич, она вела всю работу, возглавив группу, делавшую на синхротроне голографические снимки в пузырьковой камере.

Самая точная линейка в мире

К 1982 году в лаборатории были получены первые линейные голографические дифракционные решетки уникальной точности – основа всей дальнейшей деятельности лаборатории

Борис Ганьевич вручает мне длинную линейку, стеклянную, без привычных делений, и просит поднести ее к глазам. В луче света она вдруг ярко вспыхивает всеми цветами радужного спектра. Красивая игрушка у меня в руках – на самом деле настоящее чудо, созданное с помощью сверхтехнологий. Деления-штрихи на ней на самом деле есть, но они столь тонки и нанесены так густо, что речь идет уже о единицах НАНО...

- Это самая точная линейка в мире, – говорит ученый. – Точнее не существует, хотя пыжатся многие – и немцы, и японцы, и американцы. Фирма «Сони» делает такую линейку длиной в 40 миллиметров, а Никулина – давно уже больше метра. Шаг линейки – ровно один микрон, причем не «гатчинский», а эталонный, согласованный с Всероссийским НИИ метрологии им. Д.И. Менделеева, главным в России по эталонам. Каждую новую линейку мы пишем по нему. Мы сами делаем фотографическую эмульсию, наносим ее на стеклянную линейку слоем 5 микрон, с точностью до десятой микрона. Это тоже очень непростое дело – нанести ее на линейку, целая лаборатория этим занимается. Микроскопические деления наносятся на линейку с помощью лазера.

Для изготовления линеек-матриц требовались исключительные условия – абсолютный внешний покой и даже особый температурный режим. Для этого на территории ПИЯФ построили подземную безвибрационную лабораторию глубиной четырнадцать метров. Чтобы обеспечить полный покой для записи, ученые попросили убрать глиссаду самолетов над Гатчиной. Кстати, до сих пор самолеты, которые разворачивались и садились в Пулково, летают через Сиверскую.

- В 1988 году Государственный комитет по науке и технике СССР объявил конкурс на создание самых точных измерительных систем для промышленности, в том числе оборонной, – рассказывает Борис Ганьевич. – Мы выиграли этот конкурс. Нам выделили полтора миллиарда рублей, 150 тысяч долларов и 750 штатных единиц – для того, чтобы увеличить лабораторию, запустить завод в Петербурге для выпуска измерительных систем... Мне сказали: «Истратите эти деньги, дорогу знаете, приходите»... Я получил эти бешеные деньги и все это успел сделать. Запустили завод, стали выпускать линейки... Но настал 1991 год, и все развалилось к чертовой матери... Все научные программы были свернуты, многие уникальные производства разорены. А наш завод приватизировали...

 Когда железо становится пластилином

- Как говорит Никулина, чем выше летаешь, тем точнее все надо делать, – говорит Борис Ганьевич. – Точность – это надежность. Чем точнее сделан агрегат, тем надежнее он работает... Линейка – это не товар. Товаром являются измерительные приборы, в которые встраивается эта линейка – так называемые голографические наноизмерительные системы.

Один из таких приборов, голографический нанодлиннометр ученый демонстрирует в действии. На шкале прибора – миллиметры, микроны, десятые и сотые микрона. Это высокоинтеллектуальный прибор, работающий в области нано, который считает толщину предмета. Турухано предлагает сжать пальцами кусок эталонного металла, и прибор показывает микроскопические изменения его толщины.

- Какое надо приложить усилие, чтобы согнуть эту каленую железяку? В области нано это железо превращается в пластилин, - говорит он. – Достаточно прикоснуться пальцами к эталону, и прибор показывает изменения в сотые доли микрона. Сотая микрона – это десять нанометров, величина молекулы гемоглобина. Своими пальцами можно почувствовать размер молекулы. Вот я надавил, и сместились сто молекул сразу...

В 1988 году в Гатчину приехал японец Тонио Ямазаки, мультимиллиардер, глава гигантской станкостроительной фирмы «Ямазаки Мазак корпорейшн».

- Он возглавляет группу заводов, которые производят обрабатывающие центры, – рассказывает Борис Ганьевич. – Такой центр делает сразу 49 операций с использованием программного обеспечения. Готовый блок цилиндра двигателя из простого куска железа получается меньше чем за полчаса - уже полированный, хромированный, с нарезанной резьбой. Эти детали отправляются потом на заводы «Тойота»...

Ямазаки пригласил супругов Турухано в Японию, предлагал им работать на него, но те отказались. Потом захотел для своего производства такой прибор, как в русской голографической лаборатории, построил у себя в Японии такую же подземную лабораторию, как в гатчинском институте...

Борис Ганьевич просит Никулину принести «журнал с орлом» – брошюру, в которой представлены самые значимые изобретения лаборатории. Кроме уже знакомой нам «радужной» линейки и нанодлинномеров, лаборатория выпускает и другие уникальные измерительные системы – плоскомеры, радиусомеры, нутромеры, поворотные столы. Все эти устройства и системы лаборатории защищены российскими и иностранными патентами – всего их больше шестидесяти!

За один из приборов, ультрапрецизионный нанолинейный голографический датчик, лаборатория получила Гран-при на выставке высоких технологий в Санкт-Петербурге в 2012 году. Другой прибор – координатно-измерительная машина (КИМ) – считается высшим пилотажем в метрологии. Управляется на двух компьютерах и меряет с точностью до 10 нанометров.

- Одна из таких машин в 2004 году уехала в Японию, – говорит Борис Ганьевич. – Такие машины выпускают многие мировые фирмы – «Сони», «Карл Цейс», но наша – самая точная в мире, ее точность – 1,6 микрона по объему. То есть мы в 5-8 раз превосходим по точности лучшие мировые машины...

Наноизмерительные системы, разработанные и изготовленные в ЛГИиИС, нашли применение в таких областях, как автомобильная промышленность, самолетостроение, машиностроение, электроника. Их можно использовать для производства микророботов в хирургии глаза и кардиологии, при изучении макрообъектов с высокой точностью, для анализа и аутентификации редких старинных книг, музейных экспонатов, произведений искусства, создания наноматериалов и нанотехнологий и т. д.

*  *  *

На днях Борису Ганьевичу Турухано исполнилось 80 лет. Позади – почти 60 лет упорной и творческой работы в области сверхвысоких технологий. История его лаборатории – это невероятная и яркая научная история, которая началась еще в те времена, когда Советский Союз вкладывал миллиарды в развитие высоких технологий, по сути, вкладывая их в будущее всей страны...

Несмотря на испытания, выпавшие на долю лаборатории Бориса и Никулины Турухано в постперестроечное время, она сумела сохранить статус мирового уровня. Ученые уверены: для российской промышленности и, в частности, для высокоточного станкостроения достижения лаборатории имеют колоссальное значение, представляя основы нано-индустрии. Но, как говорят Борис Ганьевич и Никулина Турухано, в России об этом мало кто знает. Приборы ЛГИиИС уезжают в Японию, Израиль, Китай, их покупают и в России, и в Белоруссии, и на Украине.

- Но все это штучные заказы, – говорит Борис Турухано. – А для возрождения отечественной экономики необходимо, чтобы заработали все жизненно важные отрасли промышленности, причем на современных высокоточных станках, не уступающих западным. И мы можем делать такие измерительные приборы тысячами!