АВТОР: Рэйчел Кремен
Newswise — Разнообразие исследований плазмы в Принстонской лаборатории физики плазмы (PPPL) Министерства энергетики США (DOE) стало очевидным, когда недавно было объявлено о назначении выдающихся научных сотрудников PPPL 2024. Елена Белова и Евгений Райцес были удостоены этой награды на ежегодном мероприятии «Состояние лаборатории». Белова, физик-теоретик, получила награду за свою работу по разработке очень сложных моделей плазмы в различных экспериментах по термоядерному синтезу. Райцес, главный физик-исследователь, был удостоен награды за экспериментальную работу в области низкотемпературной плазмы (НТП) и диагностики.
«Елена и Евгений являются примером духа новаторства и преданности делу, которые определяют миссию PPPL», — сказал директор лаборатории Стив Коули. «Это признание вполне заслужено, и их вклад, несомненно, определит будущее физики плазмы».
Елена Белова
Для нового нелинейного кинетического моделирования магнитогидродинамической устойчивости намагниченной тороидальной плазмы.
Карьера Елены Беловой началась с живого интереса к космосу. До эмиграции из России в 1992 году она работала в Институте космических исследований в Москве. Она получила докторскую степень по физике плазмы в Дартмутском колледже, специализируясь на видах плазмы, встречающейся в космосе. Затем она пришла в PPPL в качестве аспиранта, прежде чем занять штатную должность в 2000 году.
«Когда я приехал сюда, я мало что знал о термоядерном синтезе. Это был довольно крутой опыт обучения», — сказала она.
Сегодня, будучи главным физиком-исследователем и руководителем группы горящей плазмы теоретического отдела, Белова создает модели мирового класса, показывающие, как плазма ведет себя в экспериментах по термоядерному синтезу. Такое численное моделирование необходимо для разработки экспериментальных устройств, которые в конечном итоге приведут к надежному производству электричества в результате термоядерного синтеза. Они также невероятно сложны.
«Мне всегда интересно проводить моделирование, и оно действительно согласуется с экспериментом», — сказала Белова. «Каждый раз я поражаюсь. Это приятный сюрприз».
Белова была одной из немногих женщин-физиков плазмы, когда она впервые присоединилась к PPPL в 1997 году. Фактически она была лишь второй женщиной-физиком в теоретическом отделе PPPL.
Первоначально она сосредоточилась на исследовании обратной конфигурации, но вскоре решила, что существующие коды не совсем подходят. «В итоге я написала свой собственный код», — сказала Белова.
Со временем она адаптировала свой код для моделирования Национального эксперимента со сферическим тором (NSTX) и обновления NSTX (NSTX-U). «Я надеюсь, что NSTX-U даст новые захватывающие результаты, и я с нетерпением жду возможности внести свой вклад», — сказала она. «Я также надеюсь, что частные термоядерные компании добьются больших успехов, и, надеюсь, я тоже смогу внести в это свой вклад».
Белова сотрудничала с крупными объектами, такими как Национальный термоядерный завод DIII-D в General Atomics, где также есть команда PPPL, а также сотрудничала с частными термоядерными компаниями в рамках программы инноваций Министерства энергетики в области термоядерной энергетики, включая Helion Energy и TAE Technologies. В 2005 году Белова получила Премию Кэтрин Э. Веймер от Американского физического общества (APS), которая присуждается выдающимся женщинам в области физики плазмы. В 2020 году стала членом АПС.
Поначалу Белова не хотела заниматься физикой, но советует молодым людям с самого начала следовать своей мечте. «Никто не может решить за вас, что делать. Я перешла от прикладной математики к физике, и я этому рада», — сказала она. «Я благодарен за то, что могу заниматься любимым делом и получать за это деньги. Это беспроигрышный вариант».
Помимо физики Белова увлекается садоводством и онлайн-шахматами. «Мне нравится сидеть с чаем и смотреть на свои цветы — садоводство очень полезно как для души, так и для тела», — сказала она. Она также выращивает овощи, шутя: «Если вы выращиваете что-то вроде кабачков, вы должны их есть».
Белова хотела бы поблагодарить своих друзей и коллег, как представителей мейнстрима фьюжн, так и сторонников инновационного конфайнмента, за их поддержку на протяжении многих лет. Она также хотела бы поблагодарить своего мужа Алексея Храброва, который также работает физиком в ППППЛ.
Евгений Raitses
За исключительный экспериментальный вклад в науку и применение ЛТП и диагностики.
Работа Райтсеса в PPPL была сосредоточена на науке LTP и охватывала ряд приложений LTP, включая космические двигательные установки, синтез наноматериалов и процессы производства полупроводников. LTP — особенно интересная форма материи, поскольку отрицательно заряженные частицы, известные как электроны, могут быть весьма горячими, в то время как средняя температура плазмы намного ниже. Таким образом, у электронов может быть достаточно энергии, чтобы модифицировать поверхность других материалов с атомной точностью, не повреждая чувствительные к температуре материалы, такие как кремний, используемый для изготовления компьютерных чипов.
Райтсес наблюдал за значительным ростом исследований LTP в PPPL. «В 2000 году был один проект и над ним работала пара человек. Сейчас, в 2025 году, у нас есть целый отдел с десятками людей и проектов», — сказал он.
Его страсть к этой области началась с интереса к космическим путешествиям. «Меня вдохновила плазменная двигательная установка, в которой использовалась низкотемпературная плазма», — сказал Райтсес.
Вместе с Натаниэлем Фишем из PPPL Райтсес в 1999 году запустил эксперимент PPPL с двигателем Холла, превратив его в исследование мирового уровня в области физики плазменного движения. Райтсес владеет несколькими патентами, связанными с двигательными установками для новых плазменных двигателей, разработанными совместно с Фишем и его бывшим учеником Джейкобом Симмондсом. «Многие из этих технологий используются в США и за рубежом. Некоторые летают в космосе», — сказал Райцес.
Он также возглавляет Лабораторию плазменного наносинтеза и нанопроизводства — ведущий центр оптимизации плазмы для синтеза наночастиц, используемых в микроэлектронике, фармацевтике и других отраслях. Кроме того, Райтсес возглавил запуск Принстонского центра совместных исследований низкотемпературной плазмы с Принстонским университетом. Райтсес также возглавляет крупный проект по изучению инновационных источников плазмы для микроэлектроники и возглавит высококонкурентный проект Научно-исследовательского центра микроэлектроники.
«Открытие и понимание новых вещей в экспериментальной науке — красота этой области. В наших руках и умах — исследовать то, что мы обнаружили. Если некоторые из этих открытий окажутся полезными, то даже лучше», — сказал Райтсес.
Райтсес получил докторскую степень в области аэрокосмической промышленности в Израильском технологическом институте Технион в 1997 году. Он присоединился к PPPL в качестве постдокторанта в 1998 году и консультировал или со-консультировал более 50 аспирантов и студентов, приглашенных ученых и постдокторантов. Райцес — научный сотрудник APS и ассоциированный научный сотрудник Американского института аэронавтики и астронавтики.
Размышляя о своей карьере, Райцес выразил благодарность тем, кто помогал ему на этом пути. «Я хотел бы поблагодарить моих научных сотрудников Ната Фиша, Игоря Кагановича, Андрея Смолякова, Майкла Кейдара, наших студентов, постдоков и лаборантов за то, что они помогли мне добиться этого признания со стороны Лаборатории».
В свободное время Райцес любит путешествовать и соревноваться в волейбол.