Научно-исследовательский институт физики Одесского национального университета имени И.И. Мечникова сегодня переживает сложные времена. Тем не менее на кафедрах и в лабораториях самозабвенно трудятся талантливые ученые, рационализаторы и изобретатели, которые верят, что венец их творческого поиска – настоящее спасение для Украины.

Как рассказал директор Научно-исследовательского института физики ОНУ имени И.И. Мечникова, заведующий кафедрой компьютерных и информационных технологий, доктор физико-математических наук, профессор Александр Тюрин, сейчас лаборатория института работает над внедрением изобретений в сфере голографии и интерферометрии. Под голограммой многие из нас понимают некое изображение, которое создает эффект трехмерности, как будто изображение выпуклое и объемное, но на самом деле оно плоское. Основоположником голографии является англичанин, профессор Деннис Габор, получивший в 1947 г. первую голограмму. Открытие было им сделано в ходе экспериментов по увеличению разрешающей способности электронного микроскопа. Названием «голография» Д. Габор подчеркнул, что метод позволяет зарегистрировать полную информацию об исследуемом объекте.

Голография начала бурно развиваться и приобрела большое практическое значение после того, как в результате фундаментальных исследований по квантовой электронике в 1960 г. был создан первый лазер.

Ученые одесского НИИ, работая над исследованиями в области оптики и, в частности, с принципами голограмм, смогли создать уникальный метод, который сегодня можно применять для максимально точного анализа данных. Ведь голограммы могут быть не только изобразительными, но и испо­ль­зовать другие волновые свойства света.

ESPI (Electronic Speckle-Pattern Inter­ferometry) – так ученые назвали свою разработку. Это – метод фазомодулированной спекл-интерферометрии. И сегодня на его основе ученые создают различные аппараты для применения во многих сферах. Работы эти, как разъяснил заведующий лабораторией института кандидат физико-математических наук Андрей Попов, касаются в основном диагностики и анализа.

Самое обширное применение исследования по методу ESPI нашли в медицине. Институт Физики на протяжении многих лет проводил работы в рамках договоров о научно-техническом сотрудничестве с Институтом глазных болезней и тканевой терапии имени В.П. Филатова НАМНУ, Украинским научно-исследовательским противочумным институтом имени И.И. Мечникова и Украинским научно-исследовательским институтом медицины транспорта. Ведь уникальной особенностью голограмм является их способность не только восстанавливать объемное изображение предмета (объектную волну), но и точное распределение фаз в нем. Говоря простым языком, данные гораздо легче анализировать и восстанавливать с помощью голограммы. Это принесло невероятные результаты в медицинской диагностике, в частности в офтальмологии. Подобные методы известны ученому миру, но они не нашли широкого применения в практике больниц из-за дороговизны аппаратуры. Метод же, разработанный одесскими учеными, предлагает качественный, быстрый и доступный по цене аппарат. Метод позволяет производить самую точную диагностику состояния глаз, клеток и сосудов, проводить подробный анализ крови – определять состояние эритроцитов, лимфоцитов и т.д., делать подробнейший анализ живых организмов, в том числе микроорганизмов. Ведь существующая электронная микроскопия в современной медицине исследует не живые организмы, а только специально приготовленные препараты. Сегодня НИИ физики ОНУ готов внедрять в практику ЕSPI-приставку к обычным оптическим микроскопам.

Еще одна область применения принципа ESPI – криминалистика. Детальный анализ каждой мелочи экономит время при расследовании и часто является решающим фактором. ESPI позволяет исследовать свойства как микро-, так и макрообъектов – от одного микрометра до объекта в несколько метров. Можно только представить, какие объекты может анализировать такая аппаратура, если учесть, что, например, 40 микрометров – это толщина человеческого волоса!

Благодаря таким возможностям чрезвычайно выгодно создавать системы защиты и идентификации различных объектов, особенно если нужно быстро провести точный анализ. Также этот метод – наилучший при создании биометрических систем безопасности (идентификации личности). Касательно криминалистики, определение личности здесь будет гораздо точнее идентификации по ДНК.

Еще метод ESPI дает возможность построения 3D-электронных моделей реальных объектов: отпечатков обуви, шин автомобилей, следов на пулях и гильзах, папиллярных линий пальцев, фрагментов объектов, ценных вещей и т.д. Представляется возможность, например, по высохшим каплям крови и установить точное время совершения преступления, и идентифицировать личность жертвы или преступника.

В НИИФ ОНУ были проведены поисковые работы во всех перечисленных выше направлениях, созданы установки, которые могут быть прототипами промышленных приборов. Они экспонировались на выставках «VII Міжнародна спеціалізована виставка «Зброя та Безпека-2010» и «IV Міжнародна спеціалізована виставка «Високі технології-2011». Совместно с Государственным НИИ МВД Украины и Украинским научно-исследовательским противочумным институтом имени И.И. Мечникова проведена апробация данных установок и предложенных методов исследования. Результаты апробации признаны обнадеживающими.

Следующая область возможного применения – сейсмология. Сейсмология – наука, которая занимается не только изучением землетрясений, но и анализом движения земной коры. В Украине сегодня тридцать шесть сейсмостанций, три из них – на территории Одесской области, чего недостаточно для полноценного изучения сейсмических явлений. Скажем, у намного меньшей по размерам Австрии их 300, столько же – в Польше, в Англии – более 200. Новый сейсмоприемник разработан НИИ физики ОНУ совместно с Институтом физики и математики Южноукраинского национального педагогического университета имени К.Д. Ушинского. Он имеет высочайшую чувствительность к колебаниям. Это происходит благодаря использованию особой технологии прикладной оптики – применению интерферометра на базе голографического оптического элемента. Если расшифровать название, то можно сказать, что аппарат с высочайшей точностью фиксирует любые микросмещения, до 10 нанометров (миллиардная часть метра). Соотношение «сигнал-шум» созданного прибора существенно выше, чем у серийных сейсмографов GURALP Cmg-40Т, причем такой интерферометр гораздо дешевле в изготовлении, так что экономически выгодно будет использование сети этих устройств на территории Одесской области, да и по всей Украине с целью получения самой объективной информации о состоянии недр.

Голографические и родственные им методы также могут найти применение в промышленности – лаборатория НИИ подготовила проект создания дефектоскопов для обнаружения брака. В сфере культуры и истории есть возможность создания систем защиты и идентификации объектов культурного наследия. В строительстве и геологии метод применим в локальной геологоразведке. Даже работники коммунальных служб не откажутся от прибора, позволяющего быстро определить местонахождение подземного кабеля или трубы.

Сегодня Научно-исследовательский институт физики Одесского национального университета имени И.И. Мечникова закончил все необходимые испытания, которые длились несколько лет, и ждет решения правительства. Впрочем, разработками Института, говорит Александр Тюрин, интересуются только государственные структуры, которые ведут высокотехнологичные научные исследования. Но эти организации сами находятся на скудном бюджетном финансировании и не могут предоставить институту какие-либо дополнительные источники финансирования, а мотивационная картина не позволяет ученым чувствовать себя защишенными, нужными обществу. К сожалению, приходится констатировать, что науку ставят на рельсы самоокупаемости, а изобретателям и рационализаторам, работающим в сфере фундаментальных наук над проектами, до реализации которых иногда проходят десятилетия, это кажется неоправданным. В результате анализа «самоокупаемости» ни одна из представленных тем из разработок 2012 года бюджетного финансирования не получила! Хотя, кажется, в самом Законе Украины «Про основи державної по­літики у сфері науки і науково-технічної діяльності» прописано базовое бюджетное финансирование. Да в самой преамбуле декларируется: «Развитие науки и техники является определяющим фактором прогресса общества, повышения благосостояния его членов, их духовного и интеллектуального роста». И об этом периодически стоит напоминать.