Е.В. Грызлова стала лауреатом премии Правительства Москвы молодым ученым за 2014 год за проект «Создание и развитие теории нелинейных фотопроцессов в атомах под действием излучения, генерируемого новым поколением лазеров на свободных электронах».
Грызлова Елена Владимировна является старшим научным сотрудником НИИЯФ МГУ.
Новое поколение лазеров на свободных электронах дает излучение, которое по интенсивности превосходит источники предыдущего поколения в миллиард раз. Уникальные параметры этих лазеров, позволяют наблюдать явления, которые никогда не наблюдались раньше (первый подобный источник заработал в 2005 году).
Число таких лазеров в мире исчисляется единицами, при этом правительство России финансирует 26.2% (306 миллионов евро) проекта XFEL (Гамбург), что дает соответствующие права на время на пучке. Однако, вследствие чрезвычайной ресурсоемкости экспериментов, крайне высока потребность в теоретических предсказаниях. Для того, чтобы получить время на пучке необходимо сделать заявку, в которой нужно указать какие величины будут измерены, какова величина ожидаемых эффектов, насколько необходимо использование именно этой установки.
Автор развивает теоретический метод, уникальность которого состоит в том, что он с одной стороны довольно универсальный, а с другой стороны учитывает индивидуальные особенности каждой конкретной задачи. Под универсальностью подразумевается, что все полученные выражения для наблюдаемых величин крайне общие, и описывают широкий класс процессов. С другой стороны, для сравнения с экспериментом и достоверных предсказаний их результатов, необходимо учитывать спектроскопические особенности исследуемых систем. Например, некоторые научные группы в мире делают аналогичные расчеты, но только для самого простого атома - атома водорода. Предложенный же нами метод позволяет рассматривать любые атомы, молекулы или наночастицы.
Строительство лазеров на свободных электронах сейчас активно продолжается, а к тем лазерам, которые уже существуют, добавляют новые линии. Планы развития технической части расписаны на 20 лет вперед, поэтому можно ожидать, что интерес к исследованиям соискателя будет только расти.
Исследование явлений, которые никогда раньше не наблюдались, очень важно для развития атомной физики и нашего понимания физики микромира.
Одной из главных задач, для решения которых строятся лазеры на свободных электронах, является получение изображений нанокристаллов биомолекул или даже одиночны биомолекул. Фактически, лазер на свободных электронах в этом случае работает как гигантский электронный микроскоп, с параметрами в миллионы раз превышающими обычные электронные микроскопы. Детальные знания о структуре биомолекул и об ее изменении с течением времени крайне важны для биологии, медицины и фармацевтики.
Соискатель является соавтором пятнадцати заявок на проведение экспериментов (на время на пучке) с использованием лазеров на свободных электронах (FLASH, Германия; FERMI, Италия; SCSS, Япония). Экспериментальные данные находятся в хорошем согласии с теоретическими предсказаниями соискателя, и результировались множеством совместных публикаций.
Главное практическое применение проводимых исследований – это получение трехмерных изображений биологических молекул, в перспективе, даже в динамике. Но для того, чтобы восстановить изображение молекулы необходимо детально знать все элементарные процессы, происходящие с каждым атомом этой молекулы, изучением которых и занимается данный проект. Соискатель входит научную группу, занимающуюся изучением вопросов получения изображения биомолекул, и имеет совместные публикации и гранты.
Часть проведенных исследований имеет настолько общий и фундаментальный характер, что вошла в образовательную программу физического факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова. Соискатель три года (с 2012 г) читала авторский курс лекций «Волны света и вещества» для студентов пятого курса кафедры ядерной физики. Модификация этого курса лекций вошла в новую магистерскую программу физического факультета (с 2015) под названием «Ядерные степени свободы в атомной физике». Материалы курса лекций расположены здесь.
