Квантовые эффекты в живых организмах, создание тканей для восстановления органов и энергетика будущего стали темами фестиваля науки «КСТАТИ: СИНТЕЗ», организованного Информационным центром по атомной энергии (ИЦАЭ) Ижевска при поддержке Госкорпорации «Росатом». Фестиваль прошёл 16 и 17 октября. Первый день получил название «Код жизни», второй был посвящён теме «Энергия будущего».

В Столичном лицее имени Е. М. Кунгурцева состоялось ток-шоу «Геометрия природы: как математика описывает природу». Доктор физико-математических наук, заведующий кафедрой теоретической и экспериментальной физики УдГУ Евгений Ветчанин объяснил принцип самоподобия на примере капусты романеско и папоротника. Их небольшие части напоминают по форме более крупные, что позволяет описывать такие объекты с помощью фрактальной геометрии. Ученик лицея Георгий Кузнецов отметил: «Мне захотелось понять, как учёные находят закономерности и проверяют свои предположения. Ведь сначала нужно самому заметить что-то необычное, а потом разобраться, почему так происходит».

На ток-шоу «Профессии будущего: кто будет строить города на Марсе и чистить реки роботами?» школьники угадывали профессии по коротким описаниям и обсуждали, какие знания и навыки понадобятся для добычи ресурсов на астероиде, снабжения будущего поселения энергией и заботы о здоровье его жителей. Руководитель пресс-службы Проектного центра ИТЭР Госкорпорации «Росатом» Александр Петров рассказал о своей работе и популяризации науки. Объясняя задачи экспериментального реактора ИТЭР, он подчеркнул: «Сам реактор не будет вырабатывать электричество: на нём учёные смогут проверить технологии, которые понадобятся для термоядерной энергетики».

В Академии «Калашников» Александр Петров, а также инженер Центра аддитивных технологий и обработки данных Удмуртского государственного университета (УдГУ) Анна Широбокова и член Союза фотографов дикой природы, победитель и лауреат всероссийских и международных фотоконкурсов Вячеслав Ложкин ответили на вопросы молодёжных СМИ. Например, Анна объяснила, что в её центре печатают прототипы и технологическую оснастку. Прототип позволяет оценить форму и размеры будущего изделия и понять, что нужно изменить в конструкции до производства.

В Национальной библиотеке Удмуртской Республики участники игры «НЕискусственный интеллект» разгадывали эмодзи, сопоставляли исторические даты и решали логические задачи. Один из вопросов познакомил их с сумкой из кремниевого аэрогеля, представленной на Неделе моды в Париже в 2024 году. Около 99% объёма этого материала занимает воздух. Такой аэрогель используют и для сбора космической пыли.

Первый день завершился ток-шоу «Квантовый зоопарк: как животные используют физику частиц». Кандидат физико-математических наук, руководитель научных групп в «Росатом Квантовые технологии» и Российском квантовом центре Дмитрий Чермошенцев рассказал, как квантовые процессы могут участвовать в работе внутреннего «компаса» птиц. Согласно одной из гипотез, свет запускает реакции в белке криптохроме в сетчатке глаза. Магнитное поле Земли влияет на квантовые состояния электронов, участвующих в этих реакциях, и тем самым меняет их результат. Такой механизм может помогать птицам определять направление во время перелётов.

17 октября дети и родители участвовали в семейной игре «Построй город на другой планете». Они собирали из картона модели градирни, энергоблока, турбины и токамака, а затем объединяли их в макет электростанции будущего.

На лекции «Термоядерный синтез: Солнце в реакторе» Александр Петров познакомил слушателей с масштабом проекта ИТЭР. Реакторная установка будет весить 23 тысячи тонн, более чем втрое превышая массу металлической конструкции Эйфелевой башни. Спикер также объяснил, что одним из компонентов термоядерного топлива станет дейтерий, тяжёлый изотоп водорода, который можно получать из воды. В реакторе его будут использовать вместе с тритием.

На ток-шоу «Квантовые вычисления и при чём тут котики» Дмитрий Чермошенцев сравнил обычный и квантовый компьютеры. Первый хранит информацию в битах, принимающих значение ноль или единица. Второй использует кубиты, которые могут находиться в суперпозиции, то есть сочетании этих состояний. Однако при считывании значения отдельного кубита мы получаем либо ноль, либо единицу. Чтобы получить полезный ответ, нужно управлять состояниями кубитов с помощью специальных алгоритмов. Среди перспективных применений таких устройств спикер назвал моделирование молекул и свойств материалов, которое может требовать огромных ресурсов обычных компьютеров.

На мастер-классе «Синтез формы» кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Центра коллективного пользования «Центр аддитивных технологий» Георгий Гордеев рассказал о послойном изготовлении сложных конструкций, включая имплантаты для конкретного пациента. Он представил разработанную по заказу Госкорпорации «Росатом» систему «Виртуальный 3D-принтер», позволяющую моделировать печать и прогнозировать характеристики деталей.

Родион Коньшин, инженер Центра аддитивных технологий общего доступа (ЦАТОД) УдГУ, объяснил, как лазер сплавляет металлический порошок слой за слоем. Так можно изготовить деталь с внутренними каналами для охлаждения, до которых трудно добраться режущим инструментом. Анна Широбокова показала, как сканер собирает данные о поверхности предмета в виде облака точек, по которым программа строит цифровую модель.

На лекции «Биофабрикация: вырасти себе сердце» кандидат биологических наук, доцент Российского научного центра хирургии имени академика Б. В. Петровского, учёный секретарь Физтех-школы биологической и медицинской физики МФТИ Илья Зубарев объяснил, почему напечатанной на биопринтере конструкции недостаточно внешнего сходства с органом: необходимо воспроизвести его строение и функции. На примере хрящевой ткани он рассказал, как выращенные в лаборатории фрагменты соединяются в более крупные структуры. Этот подход исследуют для восстановления повреждённых суставов.

В арт-зоне работала выставка «Природа вдохновляет технологии». Молодые художники посвятили свои работы биомиметике – использованию природных форм и принципов в инженерных решениях. Здесь же гости наблюдали аквариумных рыбок тернеций, флуоресцентные белки которых поглощают свет и переизлучают его другим цветом, и слушали музыку, созданную с помощью сигналов датчиков на листьях живых растений.

Фестиваль завершился научно-музыкальным ток-шоу «Квадрат эволюции». Вячеслав Ложкин объяснил, почему при прямом солнечном свете тени имеют чёткие границы, а в пасмурную погоду становятся мягче: облака рассеивают свет, и он падает на предметы с разных направлений. Спикер также рассказал о различиях цветового зрения человека и птиц. Некоторые виды воспринимают ультрафиолет, поэтому материалы, одинаковые на наш взгляд, могут выглядеть для них по-разному. Эту особенность фотограф учитывает при подготовке укрытий для съёмки.

Александр Петров познакомил слушателей с историей токамака, в котором магнитное поле удерживает горячую плазму, и объяснил, как устроено международное сотрудничество в проекте ИТЭР. Партнёры изготавливают оборудование в своих странах и отправляют его на общую площадку для сборки. В 2026 году исполняется 20 лет со дня подписания соглашения о создании организации, отвечающей за реализацию проекта. Российские предприятия и исследовательские центры участвуют в разработке и поставках 25 систем будущей установки.

Выступления дополнили видеокадры о проекте под живую музыку дуэта «Гальярда» в составе скрипачки Полины Бабушкиной и гитариста Геннадия Бабушкина.

Фестиваль науки «КСТАТИ» – это марафон интерактивных лекций, научно-популярных ток-шоу, интеллектуальных игр и мастер-классов, цель которых – рассказать участникам об интересах современной науки и проблемах, которыми занимаются учёные по всему миру, а также о том, какое значение имеют научные исследования для повседневной жизни обычного человека.