Мозаики
в Черноголовке

Расшифруй код города науки

Черноголовка

Здесь наука и искусство тесно сплетаются в наполненные смыслом арт-объекты с самого основания города. Мы, дизайн-лаборатория «Восход», решили продолжить эту традицию в мозаичном проекте.

— особенный подмосковный город, пропитанный научным духом и зеленью деревьев.

«А что, если дать жителям возможность самим украсить свой город?»

— подумали мы и объявили open call среди местных жителей. Идея создать серию мозаик и разместить их в разных точках города объединила людей самых разных профессий — от художников и юристов до учёных.

О том, как это было

Всего 27 мозаик, и каждая рассказывает свою историю: о науке, природе, красоте Черноголовки и о каждом из нас.

мозаики

Увидеть эту мозаику можно при входе в арт-пространство «Восход» — в месте, где мы создавали все мозаики проекта.

Мы собирали её все вместе — как символ того, что одна идея способна объединить вокруг себя единомышленников и стать катализатором изменений вокруг.

Эти слова впервые прозвучали в фильме «Поиск» из уст младшего научного сотрудника ИФАВ РАН Кирилла Чапрова. Они настолько нам откликнулись, что стали своего рода девизом и вдохновили нас на создание этой мозаики.

«Если мы гореть не будем, кто тогда согреет мир?»

Художник Артемий Родионов воплотил этот образ в скульптуре, которая находится в сквере им. Исаака Халатникова. Подробнее об этой скульптуре можно прочитать тут.

Они математически описали в рамках решения гравитационного уравнения Эйнштейна, как пространство-время изменяется внутри чёрной дыры. Эта модель получила название БХЛ-сингулярность — по первым буквам фамилий ученых.

То, что вы видите, — не просто воронка. Это отсылка к открытию, сделанному в 1971 году в Институте теоретической физики им. Л. Д. Ландау учёными Владимиром Белинским, Исааком Халатниковым и Евгением Лифшицем.

Сингулярность

В 2007 году «Аттрактор волны горения» появился на въезде в Черноголовку и с тех пор напоминает: порядок можно найти даже в хаосе.

В 2004 году администрация города провела конкурс на самый лучший въездной знак в город. Его победителем стал старший научный сотрудник Института структурной макрокинетики Александр Довженко, который адаптировал математическую модель аттрактора волны горения для скульптурной композиции.

Изучая процессы горения и взрыва, местные учёные заметили: при пульсирующем горении некоторые величины изменяются хаотично. Попытка найти в этом хаосе скрытую структуру привела их к созданию необычной математической модели — аттрактора волны горения. Так появилась сложная спираль, которая пересекает саму себя и расходится в три направления.

Аттрактор волны горения

Так у Черноголовки появились свои собственные перелётные птицы — и свой первый памятник, который до сих пор хранит атмосферу тех лет.

Изначально «Стрижей» хотели посадить прямо на воду, чтобы казалось, будто крылья скользят по зеркалу озера. Но композиция всё же оказалась на берегу, а в 1995 году «перелетела» в центр наукограда — к новой поликлинике.

В конце 1960-х, когда Черноголовка только формировалась как город науки, объявили конкурс на лучшую скульптуру для любимого жителями района у Южного озера. Победителем стал московский скульптор Пётр Фролов. Он предложил образ, идеально подходящий для растущего и стремящегося вперёд города, — стаю летящих стрижей.

Стрижи

Это не только фундаментальное, но и удивительно красивое явление, поэтому мы решили запечатлеть его в мозаике.

Сверхтекучесть — макроскопическое квантовое состояние, при котором жидкость теряет вязкость и может течь через узкие щели и капилляры безо всякого трения.

В Институте теоретической физики имени Л. Д. Ландау в Черноголовке учёные изучали одно из самых загадочных явлений — сверхтекучесть гелия, за создание теории которой Лев Ландау был удостоен Нобелевской премии в 1962 году.

Сверхтекучесть гелия

Юлия Суханова, участница проекта, которая решила запечатлеть в мозаике клопа. И вот почему:

Перед нами гладыш-крошка — одно из самых очаровательных и незаслуженно незамеченных созданий пресных водоёмов. Узнать клопа можно по двум верным признакам: у него есть колюще-сосущий хоботок — настоящий мини-шприц природы, а между сложенными надкрыльями виден "клопиный треугольник" - щиток.

«Представьте, что мы зачерпываем сачком воду из пруда и переносим её под бинокуляр. Вроде бы обычная мутноватая капля… но стоит присмотреться — и вдруг в поле зрения появляется крошечное золотистое существо длиной всего три миллиметра. Оно движется быстро и уверенно, переливается в свете лампы, и первое, что хочется сказать: «Какой милый жучок!» Но это не жук. Это — клоп.

Клоп

Φωσφόρος

Это слово как нельзя лучше подходит Черноголовке, добывающей и распространяющей по всей Земле свет знаний уже семь десятилетий, построенной именно во имя этой миссии.

Отправляйтесь на прогулку по мозаичной Черноголовке и ищите драгоценные мозаики на знаковых зданиях и в уютных уголках наукограда!

Среди созданных мозаик есть и греческие буквы, складывающиеся в слово Φωσφόρος – «несущий свет» – так поэтично греки называли «утреннюю звезду» Венеру.

За каждой буквой стоят передовые исследования и разработки мирового уровня, выполненные так близко от нас и порой нашими соседями! Хотите узнать подробнее?

Слово складывается из букв, каждая из которых обозначает физические, химические или биологические термин или величину, используемые каждый день в своей работе учеными шести черноголовских научных институтов.

В Отделе нанофотоники ФИЦ ПХФ и МХ РАН, где изучают взаимодействие света с веществом, квантовый выход используется для характеристики эффективности излучения органических красителей или их неорганических собратьев – квантовых точек.

Мы выбрали для кодирования величину квантового выхода – отношение числа событий к количеству поглощенных фотонов, стимулировавших эти события. Это своеобразный КПД в мире оптики и фотоники. Квантовый выход иллюстрирует эффективность люминесценции (излучения света); химической реакции, вызванной светом; легкость выбивания электронов светом, если мы говорим про фотоэффект.

Буквой «фи» обозначают большое количество величин в науке, например, золотое сечение в искусстве и математике, а в физике и химии – световой поток, работу выхода, объёмную долю.

Φ

Завихренность – это мера локального вращения жидкости, показывающая, насколько сильно закручено течение в конкретной точке пространства. Она помогает глубже понять эволюцию вихря и предсказать его будущее, а это крайне важно для метеорологов!

Лабораторной моделью атмосферы при этом служит кубический метр жидкости, в котором ученые создают разнообразные вихри и следят за их поведением при изменяемых условиях. Движение жидкости и газов при малых скоростях описываются одними и теми же законами, это позволяет сравнивать вихри в воде и воздухе. В таких экспериментах важной величиной является завИхренность, обозначающаяся буквой «омега».

В Институте физики твёрдого тела занимаются не только изучением твёрдых тел, но и, как это ни парадоксально звучит, жидкостей, в частности, проводят эксперименты для проверки различных теорий метеорологов, необходимых для точного предсказания погоды.

ω

Такие опыты позволяют получать прочностные характеристики вещества: ударную сжимаемость, деформацию и саму откольную прочность. При взаимодействии встречных волн разрежения в исследуемом образце возникают растягивающие напряжения, при достижении критического значения они образуют трещину, — так случается откольное разрушение. А величина давления, при которой это разрушение произошло, называется откольной прочностью. Эта характеристика для разных материалов сильно разнится:  для стали это порядка 50 тыс. атм., для эпоксидной смолы – 3 тыс. атм., а для воды – всего 400 атм.

Тут условия у веществ и правда экстремальные: в ударно-волновом эксперименте давление на образец в моменте может достичь миллиона атмосфер!

Исторически ФИЦ ПХФ и МХ появился как площадка для практического испытания взрывчатых веществ и их воздействия на конструкционные материалы, поэтому из многих величин, обозначаемых буквой «сигма», мы выбрали используемую в экспериментах сотрудников Отдела экстремальных состояний вещества ФИЦ ПХФ и МХ РАН откольную прочность.

σ

Сейчас сверхпроводники используются в ускорителях и токамаках, а обычный человек может встретить их в магнитно-резонансных томографах (МРТ) или в поездах на магнитной подушке, на них создаются накопители энергии, двигатели, включая космические и электросамолётные, и квантовые процессоры. Можно сказать, что под буквой «фи» мы зашифровали квант будущего!

Если обычный медный провод может проводить до 10 ампер тока, то сверхпроводник — в сотни раз больше! В теории сверхпроводимости магнитный поток через кольцо из сверхпроводника квантуется, т. е. может принимать только дискретные значения с минимальной величиной, называемой квантом магнитного потока и обозначаемого буквой φ.

В Институте теоретической физики исследуют сверхпроводимость теоретически, а практические эксперименты ведутся в Институте физики твёрдого тела. Сверхпроводимость – это способность материалов проводить электрический ток без сопротивления, а значит и без потерь.

φ

Система в целом классифицируется как бело-голубой гигант класса B4 с типичной суммарной видимой звёздной величиной +3,62. Этого достаточно, чтобы звезда была видна невооружённым глазом в тёмную ночь. Хотите рассмотреть этот загадочный дуэт получше? Приходите в Черноголовскую обсерваторию! (ссылка: t.me/chg_astro)

Поэтому буквой «омикрон» мы обозначили двойную звезду в созвездии Андромеды.  Если судить по спектру, омикрон Андромеды состоит из двух горячих звезд, вращающихся вокруг общего центра масс с периодом, близким к полутора суткам.

Космос к нашему городу ближе, чем кажется: Черноголовская обсерватория проводит сеансы тротуарной астрономии, ученые из Лаборатории космохимии ГЕОХИ РАН изучают метеориты и лунный грунт, академик Фортов трактовал последствия падения кометы Шумейкеров-Леви 9 на Юпитер, а макет Солнечной системы уже стал известен далеко за пределами города.

ό

Использовать матрицу плотности независимо предложили Лев Ландау и Джон фон Нейман почти сто лет назад, пытаясь описать квантовую систему при взаимодействии с окружением и в присутствии шумов. Без матрицы плотности было бы невозможно корректно описать квантовые системы в тепловом равновесии или системы, необратимо взаимодействующие со своим окружением – она лежит в основе квантовой термодинамики и теории открытых систем. По сути, матрица плотности – это наиболее общий способ описать всю доступную информацию о состоянии квантовой системы, будь она идеально изолированной или погруженной в реальный мир с присущим ему хаосом.

Она приходит на помощь физикам в тех случаях, когда волновая функция, описывающая идеальное "чистое состояние", оказывается неспособна описать квантовое состояние и описывает "смешанные состояния", в которых система может находиться в одном из нескольких чистых состояний с определенной вероятностью.

Буквой «ро» обозначают и пластическое число в математике, и плотность вещества в химии, и реактивность ядерного реактора в физике. Мы выбрали для этой буквы матрицу плотности – незаменимый инструмент, без которого немыслима квантовая физика, который используют в Теоретическом отделе ФИЦ ПХФ и МХ РАН и в Институте теоретической физики.

ρ

Во-вторых, аденоассоциированные вирусы можно использовать, вводя их в организм больного и заставляя нарабатывать нужные для излечения формы белка в организме, препятствующие этой самой агрегации. Это называется заместительной терапией и имеет большие перспективы в нашем мире, излечившемся от многих болезней и глобально стареющем.

Во-первых, в организм модельных животных вносят аденоассоциированные вирусы, заставляющие белки крови агрегировать и образовывать бляшки – это один из предполагаемых механизмов возникновения этих заболеваний. Таким образом воспроизводят причину заболевания, и уже на заболевших таким образах мышах тестируются лекарства-кандидаты.

Что вам приходит в голову, когда вы слышите «омикрон»? Людям, пережившим пандемию вируса коронавируса SARS-CoV-2, думается, именно его прощальный штамм. В черноголовском Институте физиологически активных веществ вирусы не изучают, но интенсивно используют для поиска лекарств от нейродегенеративных заболеваний: болезней Паркинсона, Альцгеймера, спинальной мышечной атрофии.

ο

Изучая перидотиты, геологи и минералоги Института экспериментальной минералогии узнают о том, как образуется и откуда берется магма, о динамике её движения, а также о месторождениях таких полезных ископаемых, как хром, платиновые металлы и титаномагнетитовые руды. А в результате их изменения в корах выветривания появляются месторождения асбеста, талька и силикатов никеля.

Это самые глубинные горные породы, они находятся в верхней части мантии Земли и часто соседствуют с кимберлитами и алмазами. Перидотиты считаются остатками частичного плавления мантии. Они важны в изучении тектоники плит, поскольку являются источником материала, из которого состоит океаническая литосфера, образующая океаническую кору и верхнюю часть мантии.

Это тоже «сигма», только такой сигмой слова обычно заканчиваются. Напоследок мы приберегли для вас не среднеквадратичное отклонение в статистике, не коэффициент поверхностного натяжения, не сигма-связь, а обозначаемое на геологических картой сигмой целое семейство минералов – знакомьтесь, перидотиты!

ς

Благодарим всех участников проекта за проделанную работу

Выражаем благодарность администрации города Черноголовка и АНО «Центр городского развития» за помощь и сопровождение проекта.

Авторы мозаик:
Татьяна Цой
Анастасия Михайлова
Алёна Савченко
Анна Китаева
Ангелина Корепанова
Ольга Ермилова
Ольга Николова
Алёна Баженова
Ольга Гончарова
Юлия Суханова
Марина Жигалова
НадеждаАбрамчук
Ульяна Андриевская
Анна Кутырина
Нина Сошникова

Команда проекта:
Александра Алейникова — мастер
Елена Мартьянова — научный консультант
Василий Алейников — научный консультант
Алексей Куликов — менеджер проекта
Григорий Баханов — монтаж
Ольга Винокурова — куратор
Катя Соколова - мастер и куратор

Контакты

Мы — дизайн-лаборатория «Восход» из Черноголовки. Соединяя дизайн и науку в своих проектах, мы раскрываем подлинную идентичность города науки.