Профессор Инсбрукского университета: “Чаши весов – наука и образование – должны быть равны”  

Спикер Международного Совета КФУ, сотрудник стратегической академической единицы “Учитель 21 века” Рудольф Гримм о совместных образовательных проектах Казанского и Инсбрукского университетов.

 Уже четыре года подряд в лаборатории оптики и практикума по ядерной физике Института физики КФУ проходит учебную практику группа студентов из Инсбрукского университета. Научным руководителем группы является директор Института квантовой оптики и квантовой информации Австрийской Академии наук, профессор Института экспериментальной физики Инсбрукского университета (Австрия), член Международного научного совета КФУ Рудольф Гримм.

Лауреат премии Виттгенштейна (эта премия вручается Федеральным министерством науки и исследований Австрии исследователям и предполагает пятилетнее финансирование исследовательских проектов на сумму до 1,5 млн евро), автор многочисленных научных статей  Рудольф Гримм на протяжении четырех лет приезжает в Казань со студентами младших курсов Инсбрукского университета.

Мне нравится работать со студентами, готовить их к будущему занятию наукой.  В течение двух недель мы проводим исследования по фундаментальным явлениям физики, уделяя особое внимание оптике. 

Казанский университет выбран не случайно. Это  продолжение совместного образовательного проекта между КФУ и Инсбрукским университетом, одно из направлений которого – обмен студентами всех ступеней обучения.

В планах – создание совместной магистерской программы. Ректор Инсбрукского университета отметил, что это прекрасная возможность для наших студентов получать сразу два диплома – КФУ и университета Инсбрука. И у нас уже есть несколько человек, готовых приехать в Казанский университет на учебу. А в университете Инсбрука готовы принять магистров КФУ на обучение.

Хочу остановиться еще на одном на совместном образовательном проекте.  Группа ученых КФУ – заслуженный работник высшей школы Республики Татарстан, доктор физико-математических наук, профессор Института физики КФУ Александр Фишман, а также Андрей Скворцов и Рустам Даминов – создали потрясающий видеозадачник по физике, который был многократно издан московским издательством New Media Generation.

Суть его в том, что показывая опыты, педагог не рассказывает постоянно, что и как происходит. А дает возможность ученикам самим разобраться в увиденном? К тому же все эксперименты в видеозадачах очень похожи на фокусы. Насколько я знаю, был даже создан мультимедийный задачник по физике на русском, английском, татарском и тайском языках. И вот мы приняли решение запустить его на немецком языке.

Если электронный учебник А.Фишмана содержит озвученные к каждому уроку презентации, включая видеодемонстрации опытов, интерактивные модели, необходимые рисунки и фотографии, задания с подсказками, ответы (400 анимированных и 20 интерактивных моделей, 150 видеофрагментов общей сложностью более двух часов, 550 озвученных презентационных экранов страниц протяженностью 8 часов, 450 фотографий и картинок, 1200 задач, включая видеозадачи, а также тесты для самоконтроля к каждой главе), то я пока перевел 12 видеоуроков, готовлю к запуску еще 5-6″.

 

Помимо практики для австрийских студентов Р.Гримм ведет краткий лекционный курс для студентов КФУ  — это введение в интереснейшую область науки, занимающуюся изучением ультрахолодных атомов и квантовых газов. Цель данного лекционного курса — дать основы теории ультрахолодных квантовых газов, а также инструменты, необходимые студентам и молодым ученым для работы в соответствующих областях.

Профессор давно является авторитетом в области исследования ультраохлажденных квантовых газов. Так, в 2002 году не без его участия физики впервые получили Бозе-Эйнштейновский конденсат из атомов цезия и конденсат Ферми-частиц. В настоящее время на основе ультрахолодных квантовых газов физики способны получить и более сложные системы, изучать их необычные свойства.

— Физика ультрахолодных атомов — бурно развивающаяся во всем мире область науки. Это фундаментальное исследование, которое помогает нам понять природу высокотемпературной сверхпроводимости, можно использовать эти газы для очень точных так называемых квантовых часов и для очень чувствительных сенсоров. Сегодня мы пытаемся с помощью холодных квантовых атомных газов понять многие закономерности квантовой теории.

Напомним также, что в 2006 году группа исследователей Института экспериментальной физики университета Инсбрука, возглавляемая Р. Гриммом, предоставила первые экспериментальные подтверждения существования квантового явления под названием состояние Ефимова. Явления, которое до того момента времени существовало только в теории.

– В лаборатории мы  смогли охладить газ, состоящий из атомов цезия, до рекордных 10 нанокельвинов (результаты экспериментов приводятся в научном журнале Nature от 16 марта 2006 года).

Расстояние между частицами в случае второго состояния Ефимова соответствует приблизительно 20 тысячам радиусов атома водорода, – объясняет Гримм. – Даже по сравнению с молекулой такая структура имеет гигантские размеры, и это означает, что для проведения достоверных измерений нам требуется невероятно высокая точность.

Для того чтобы между тремя частицами возникла описанная Ефимовым квантовая связь, требуется, чтобы они находились строго на определенном удалении друг от друга. Австро-американская научная группа сделала вывод, что состояние Ефимова, возникает, когда расстояние между частицами увеличивается в 22.7 раза.

– По теории, второе состояние Ефимова возникает тогда, когда структура из трех частиц ровно в 21 раз больше структуры частиц первого состояния. Мы получили результат – 22.7. 
то отклонение может быть обусловлено тем, что мы получили не идеальное состояние Ефимова, а одну из его разновидностей
что само по себе является захватывающей темой для отдельных исследований.

По словам ученого,  в своих исследованиях для наблюдений явления второго состояния Ефимова группа подобралась очень близко к пределам возможностей имеющегося в их распоряжении исследовательского оборудования.

Однако, несмотря на актуальность и популярность изучения квантового состояний вещества, профессор отмечает большую важность просветительской работы ученых.

— Я не могу сказать, что ученым нужно заниматься только наукой. Чаши весов – наука и образование – должны быть равны. Одно без другого существовать не может.