Человек Наук. Инженер-физик — о магнитном поле Земли и экспедиции на край света

«Инноватор года» — так агентство по делам молодежи РФ нарекло физика Евгения Нархова из Екатеринбурга. Тема его проекта звучит как песня, но песня, пожалуй, несколько инопланетная. Послушайте, не пожалеете: «Применение современных многоканальных квантовых оверхаузеровских магнитометрических комплексов на базе магнитометров POS для бесконтактной технической диагностики и мониторинга магистральных и технологических нефте- и газопроводов».

Если по-простому, то речь идет о приборах, позволяющих очень точно измерять магнитное поле Земли и на основе этих данных проводить диагностику промышленных трубопроводов, находить в них трещины и другие дефекты. Магнитометры, которые производятся в лаборатории УрФУ, расходятся по всему миру. Их используют и нефтяники, и геологи, и археологи — от Северного полюса до Южного.

Фото: Сергей Логинов для 66.RU

О страшной специальности

Исторически так сложилось, что я попал на очень сложную специальность. Первые два курса, честно признаюсь, мысль была одна — быстрее отучиться, сказать «Добби свободен!» и бежать подальше. Но с другой стороны, с детства мне нравилось что-то изобретать, создавать, поэтому наука всегда была мне интересна. Я стал смотреть, к какой команде присоединиться. Например, многие наши студенты идут в Институт физики металлов. Там много лабораторий по разным направлениям, хорошее оборудование, и любой физик может реализовать свой потенциал — было бы желание.

Но в итоге я пришел в лабораторию квантовой магнитометрии при нашем институте, физико-техническом. «Квантовая магнитометрия»! Звучало это тогда страшно! В ответ на вопрос, чем занимаетесь, сыпались все эти красивые, длинные и непонятные слова: «Разрабатываем квантовые оверхаузеровские протонные скалярные абсолютные магнитометры».

Как раз к защите диплома я разобрался, что это за магические приборы. Шутка, конечно, но вообще, заведующий у нас гениальный человек — он всю теорию, все эти километровые выражения объясняет буквально на двух карандашах: как частицы взаимодействуют, что происходит, какие энергетические состояния возникают, и ты все это сразу же на осциллографе видишь. Очень интересно!

О лаврах ученого

За метод дефектоскопии нефтегазопроводов меня в 2016 году наградили на форуме «Открытые инновации». Но, на самом деле, эту тему в нашей лаборатории думали задолго до меня — базовый магнитометр здесь разработали еще в 80-е, а с 92 года он поставляется по всему миру. Поэтому такое признание — заслуга не только моя, но и большого количества очень умных людей.

Любопытный, кстати, факт: пока первый магнитометр наших ученых не купили американцы, в России никто покупать его не хотел. А вообще, несмотря на то что магнитометром пользоваться не сложней, чем мультиваркой, и интерфейс там очень понятный — проще, чем на айфоне, это настоящий компьютер. Такие приборы производят всего три компании в мире: в Канаде, Франции и мы.

Фото: Фото предоставлено 66.RU героем публикации
Губернатор Свердловской области Евгений Куйвашев награждает Евгения Нархова за победу в конкурсе инновационных идей «Минута технославы», 2017 год.

Об экспедициях

С помощью нашего прибора можно проводить измерения высокой точности, и если оператор был достаточно квалифицированным и не носил в кармане ломик, то можно обнаружить не только дефекты в трубопроводах, но и другие любопытные вещи.

Например, когда в феврале 2013 года в озеро Чебаркуль упал метеорит — проломив лед, он ушел на дно и его не получалось отыскать, — Евгений с двумя студентами отправились туда и сняли с поверхности льда вокруг полыньи магнитную карту на площади 100 на 100 метров.

«Для этого мы провели измерения значений магнитного поля в 10 000 точек по сетке с шагом 1 метр. На полученной карте было отчетливо видно несколько магнитных аномалий, но были ли среди них те, что связаны с метеоритом, оставалось под вопросом. Для ответа на него мы провели серию лабораторных исследований образцов, найденных на поверхности, и методом компьютерного моделирования определили, где находится метеорит. Летом того же года фрагмент небесного тела подняли с указанных координат», — вспоминает Нархов.

Фото: Фото предоставлено 66.RU героем публикации
Экспедиция в поисках «челябинского» метеорита.

А спустя два года ученые УрФУ провели повторную экспедицию на Чебаркуль и заново отсняли место падения метеорита. Они говорят, что аномалия, которую связывали с ним, действительно пропала. Но все еще жива гипотеза о том, что со дна озера подняли не все фрагменты космического гостя — напротив, самые крупные могут быть до сих пор под толщей воды.

Вообще, экспедиции — тема очень захватывающая. Уже дважды мы ездили на Карское море — фактически на край света! Там по заказу Института океанологии мы производили замеры нефтепровода, проложенного по дну. Рельеф и природные условия в этом регионе очень сложные, поэтому отслеживать состояние трубы надо постоянно, чтобы не случилось техногенной катастрофы. Это была непростая и увлекательная задача, а жизненный опыт фантастический! Мне очень нравится, что благодаря науке есть возможность побывать в уникальных местах, куда ты просто так не попадешь никогда!

Фото: Фото предоставлено 66.RU героем публикации
Экспедиция на край Земли, Карское море.

О том, что все придумано до нас

Может показаться, что все на свете уже придумано, но хочу успокоить: работы на наш с вами век хватит!

Во-первых, погружаясь в тему, ты начинаешь замечать недостатки в уже существующих изобретениях, а значит, можно сделать лучше. И часто, чтобы переделать один маленький недостаток в готовом продукте, надо, по сути, изобрести новый. Это как с компьютерной программой: иногда проще написать с нуля, чем исправить три строчки в готовом коде.

Во-вторых, задачи бывают очень нетривиальные. Например, вам понадобилось изобрести велосипед, но не простой, а такой, что ездит по болотам южной Сибири, а в южной Сибири болота не такие, как в северной, то есть нужен совершенно особый велосипед! С одной стороны, вроде бы уже есть велосипед: ты понимаешь, как он должен выглядеть, какие должны быть узлы и сколько колес, но у тебя есть дополнительные требования, и как их выполнить — это уже изобретательская задача.

О физтехе

Физтех — уникальное место во всех смыслах. У нас один большой дружный коллектив, и это не просто слова. Чтобы студенты могли учиться и реализовать себя, мы подключаем все возможные ресурсы. А их, если сравнивать с тем, когда я сам был студентом, сейчас намного больше. Процесс переоснащения лабораторий идет непрерывно, в них стоит современное оборудование: пользуйся, проводи эксперименты, публикуй статьи. Сейчас у нас есть связь со многими университетами, начиная от ближайшего Института математики и механики УрФУ вплоть до международных! Можно пользоваться и их оборудованием, проводить сложнейшие опыты!

А еще у наших студентов есть потрясающая возможность не просто что-то прикинуть, посчитать, смоделировать, но и произвести, пощупать, наглядно понять механику процессов. Одно дело, когда ты взял готовое, кнопочки нажал и получил бумажку с заключением. И совсем другое — когда ты сам этот прибор спроектировал, продумал все до мельчайшего крепежа, оттестировал, исправил ошибки, провел исследование, обработал огромное количество данных и на выходе получил нечто полезное — удовольствия намного больше! Это непередаваемое ощущение! Именно поэтому заниматься наукой, на мой взгляд, намного интереснее, чем сидеть менеджером в офисе.

Фото: Фото предоставлено 66.RU героем публикации

Текст: Полина Борисевич для 66.RU.