Для участников проекта мы организуем открытые научно-популярные лекции, которые читают ведущие преподаватели Герценовского университета и других вузов Санкт-Петербурга, а также научные сотрудники различных научных, научно-образовательных и методических центров.
Открытые научно-популярные лекции это возможность для учащихся прикоснуться к современным достижениям науки и техники, узнать о новых открытиях и нерешенных задачах, познакомиться с учеными и задать им свои вопросы.
Посещение открытых лекций осуществляется по предварительной записи.
Лекции проекта 2023/2024 учебного года
«Живой и мёртвый кот и квантовая связь»
26 октября 2023, 15.00
Открытая научно-популярная лекция для старшеклассников и учителей.
Лектор – Александр Сергеевич Лосев, к. ф.-м. н., доцент кафедры общей физики-1 (лаборатория квантовой оптики) Санкт-Петербургского государственного университета.
О лекции
В лекции в популярной форме рассказывается о таких основополагающих понятиях квантовой теории, как «квантовое суперпозиционное состояние», «кубит» (квантовый бит информации). Объясняется, в каких случаях квантовый компьютер считает быстрее классического. Подробно рассматривается один из протоколов квантовой криптографии (квантового шифрования). На его примере обсуждается, почему и в каком смысле передавать секретную информацию с помощью квантового шифрования надежнее, чем с помощью классического.
Во время лекции мы ответим на вопросы:
- что называют квантовыми системами?
- что такое квантовое состояние, как его измерить, и чем оно отличается от классического?
- действительно ли кот австрийского физика Эрвина Шрёдингера был и живым, и мертвым одновременно, и как это связано с квантовой механикой?
Мы поговорим о классической и квантовой теориях информации:
- чем отличается классическая единица информации – бит от квантовой – кубит?
- как кубиты реализуют на практике?
- чем квантовый компьютер отличается от классического?
- в каких случаях квантовый компьютер справится с задачей быстрее классического, а в каких нет?
- на основе протокола квантовой криптографии (BB84) рассмотрим, почему квантовая передача данных защищена не только математически, но и физически?
«Как «приручить» энергию солнца в токамаке?»
08 ноября 2023, 15.00
Лектор – Евгений Олегович Киселев, научный сотрудник лаборатории физики высокотемпературной плазмы Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе.
О лекции
С каждым годом возрастает доля возобновляемых источников энергии, использующих солнечную энергию, ветровую, геотермальную, энергию падающей воды, биотопливо и т.д., однако в настоящее время лишь менее 30 % мирового энергопотребления удовлетворяется из этих альтернативных источников энергии. В этой связи большие надежды связаны с развитием ядерной и термоядерной энергетики.
Проблемы ядерной энергетики связаны с тем, что нельзя исключить вероятность перехода реакции в неуправляемую стадию – аварию, наносящую значительный вред окружающей среде и людям, а также с необходимостью хранения высокорадиоактивных отходов с большим периодом полураспада.
Термоядерная энергетика, как потенциальный источник энергии, имеет множество преимуществ: 1) практически бесконечный источник топлива (требуются лишь вода и литий), 2) термоядерные реакции легко контролируются – условия для их прохождения трудны как для достижения, так и для поддержания реакции, следовательно, отсутствует опасность катастрофической неуправляемой реакции, как в ядерной энергетике.
Экспериментальными установками, в которых достигнуты наилучшие параметры прохождения реакции термоядерного синтеза, являются токамаки («ТОроидальные КАмеры с МАгнитными Катушками»), изобретенные в 1950-ых годах советскими учеными Игорем Евгеньевичем Таммом и Андреем Дмитриевичем Сахаровым.
Данная лекция будет посвящена описанию устройства токамака, принципов его работы, достигнутых параметров, будет рассказано об исследованиях, проводящихся в Физико-техническом институте им. А.Ф. Иоффе.
Отдельный интерес представляет токамак, строящийся в рамках международного проекта ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor). Ожидается, что в нем мощность синтеза будет достаточной для самоподдерживающегося «горения» и он станет экспериментальной площадкой для создания будущих электростанций.
«Сверхпроводимость: история, теория, сегодняшний день
и перспективы на будущее»
22 ноября 2023, 15.00
Лектор – Марк Аронович Зеликман, д. ф.-м. н., профессор СПбПУ Петра Великого, Почетный работник сферы образования РФ.
О лекции
В лекции в популярной форме рассказывается об истории открытия и исследования такого удивительного явления, как сверхпроводимость, когда материал способен проводить электрический ток абсолютно без потерь энергии на его нагрев. Повышенный интерес к физике сверхпроводимости в последние годы объясняется открытием в 1986 г. высокотемпературных сверхпроводников, что, с одной стороны, дало возможность использовать для охлаждения материалов при их переходе в сверхпроводящее состояние не дорогого жидкого гелия, а дешевого жидкого азота, а с другой стороны, пробудило надежду на получение сверхпроводимости при комнатных температурах.
Вы узнаете, в чем причины перехода в это состояние, в каких областях науки и техники сверхпроводники уже используются и что нас ждет в будущем. Мы поговорим об экспериментальных и теоретических исследованиях физики сверхпроводимости, которые не только закладывают основы создания сверхпроводников с необходимыми для технического использования свойствами, но и ведут к более глубокому пониманию различных разделов физики и открытию целого ряда физических явлений. В свою очередь это привело к созданию новых уникальных приборов и устройств, уже нашедших применение в нашей жизни или планируемых к такому применению в будущем.
Лекции проекта 2022/2023 учебного года
«Танцы и парадоксы в астрономии»
Открытая научно-популярная лекция для старшеклассников и учителей.
Лектор – Эскин Борис Борисович, старший преподаватель кафедры небесной механики СПбГУ, руководитель учебно-тренировочных сборов команды Российской Федерации по астрономии.
О лекции
Танцы всегда прекрасны и иногда удивительны. Парадоксы всегда удивительны и иногда прекрасны. А если их объединить, то получатся парадоксальные танцы. И такие действительно бывают, когда танцуют небесные тела – планеты, спутники, звёзды и даже галактики… Земля и планеты танцуют вокруг Солнца. Спутники танцуют вокруг планет, Луна танцует вокруг Земли. Звёзды танцуют парами, иногда тройками, иногда вчетвером, а иногда компаниями… Вальсы, танго, самба… Невероятные «загогулины» и «кренделя» описывают небесные тела, двигаясь, кружась и вращаясь … При этом иногда происходят удивительные и на первый взгляд парадоксальные вещи! Луна вращается вокруг Земли, но при этом всегда «смотрит» на Землю одной и той же стороной. Плутон пересекает орбиту Нептуна, но при этом никогда с ним не столкнётся. При торможении космического корабля его скорость увеличивается. А если Луну поставить на «попа», она упадёт на Землю. Вот об этом всём и ещё немного о другом вы и узнаете из лекции «Танцы и парадоксы в астрономии».
«Путешествие в удивительный мир черных дыр»
Открытая научно-популярная лекция для старшеклассников и учителей.
Лектор – Вертоградов Виталий Дмитриевич, кандидат физико-математических наук, научный сотрудник НИИ физики РГПУ им. А. И. Герцена.
О лекции
В популярной лекции пойдет речь о самых загадочных объектах нашей Вселенной – черных дырах. Во время нашего путешествия мы узнаем, как с помощью черных дыр можно перемещаться во времени. Что будет происходить с астронавтом, падающим внутрь такого объекта. Как их наблюдать и могут ли они отбрасывать тень. А также узнаем, что у черной дыры есть волосы, насколько их много и могут ли они быть грязными. Рассмотрим вопросы формирования черных дыр, обсудим новейшие достижения в области их теории. Поговорим об эволюции звезды от ее рождения до самой смерти. Выясним, что такое сингулярность и может ли она быть голой. И, конечно же, не обойдем вопрос об еще более экзотичных объектах нашей Вселенной – белых дырах.
«Сверхпроводимость: как она изменила физику и как она может изменить нашу жизнь»
Лектор – Гасумянц Виталий Эдуардович, доктор физико-математических наук, профессор Санкт-Петербургского Политехнического университета Петра Великого и института физики РГПУ им. А. И. Герцена, почетный работник сферы образования Российской Федерации.
О лекции
В лекции рассказывается об истории открытия и изучения уникального в области физики явления – явления сверхпроводимости. Вы узнаете о том, как исследования в области физики сверхпроводимости привели к созданию и развитию принципиально новых подходов к объяснению различных физических явлений, какие вещества демонстрируют наличие сверхпроводимости, и как усилия ученых по разработке новых материалов привели к последовательному увеличению температуры, при которой материал способен проводить электрический ток абсолютно без потерь энергии на его нагрев. Будут кратко описаны и другие уникальные свойства сверхпроводников, которые демонстрируют не только разнообразие и необычность наблюдаемых физических явлений, но и открывают перспективы использования достижений фундаментальной науки для создания новых уникальных приборов и устройств, уже нашедших применение в нашей жизни или планируемых к такому применению в будущем.
Лекции проекта 2021/2022 учебного года
«Биотехнологии в современном мире. Генномодифицированные организмы (ГМО) и пищевые продукты»
Открытая научно-популярная лекция для старшеклассников и учителей.
Лектор – Цымбаленко Надежда Васильевна, профессор кафедры зоологии РГПУ им. А. И. Герцена, ведущий научный сотрудник отдела молекулярной генетики института экспериментальной медицины (Санкт-Петербург), доктор биологических наук.
О лекции
В лекции будут даны ответы на вопросы:
1. Что такое «биотехнологии», «генетическая инженерия» и «генномодифицированные организмы» (ГМО)?
2. ГМО – это угроза или надежда человечества?
3. Для чего нужны микроорганизмы и дрожжи в производстве пищевых продуктов?
«Геофизические исследования в Арктике и Антарктике»
Открытая научно-популярная лекция для старшеклассников и учителей.
Лектор – Франк-Каменецкий Александр Викторович, старший научный сотрудник арктического и антарктического научно-исследовательского института (Санкт-Петербург), кандидат физ.-мат. наук, заслуженный метеоролог РФ, почетный полярник.
О лекции
Магнитное поле Земли, взаимодействуя с потоком заряженных частиц, непрерывно испускаемым Солнцем, – солнечным ветром, создает вокруг Земли надежный щит, который не дает частицам солнечного ветра достигнуть поверхности нашей планеты и уничтожить все живое. Этот щит называется магнитосферой Земли. Заряженные частицы, преимущественно это электроны и протоны различных энергий, попадают во внутренние области магнитосферы, двигаются к Земле вдоль силовых линий магнитного поля и создают повышенную ионизацию атмосферы на разных высотах. Наиболее удаленные области магнитосферы связаны силовыми линиями магнитного поля с высокоширотными областями Земли. В Арктике высокоширотные области Земли заняты преимущественно водами Северного Ледовитого океана, где проводить непрерывные наблюдения можно только на островах или дрейфующих станциях. Антарктида же, как материк, является идеальным местом для полярных геофизических исследований.
Лекции проекта 2020/2021 учебного года
«Изображения Земли из космоса: технологии и возможности применения»
Открытая научно-популярная лекция для старшеклассников и учителей.
Лектор – Дорофеева Мария Владимировна, руководитель департамента образовательных программ группы компаний «Лоретт», г. Москва.
О лекции
В лекции будет рассказано о технологиях приема, обработки и анализа данных космических снимков, истории отрасли и ее современных тенденциях, а также возможностях применения снимков со спутников в образовании и исследовательских проектах.
Данные дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) стали очень важным источником для решения практических задач государственного, регионального и местного управления, мониторинга природных и техногенных объектов и явлений, повышения эффективности во многих сферах хозяйственной деятельности, особенно сельском хозяйстве, на транспорте, топливно-энергетическом комплексе, строительстве, природопользовании и т. д.
Использование современных технологий получения данных со спутников ДЗЗ позволяет превратить школьные предметы в современную «живую» науку с исследовательским и инновационным компонентами и освоить компетенции будущего для осознанного выбора перспективной и востребованной профессии!
Междисциплинарные проектные лаборатории спутникового мониторинга на стыке географии, информатики, физики, биологии и других предметов позволяют вовлечь школьников в проектную деятельность и к участию в российских и международных конкурсах, хакатонах, олимпиадах, конференциях и выставках.
Лекции проекта 2019/2020 учебного года
«Астероиды, кометы, транснептуновые объекты и проблема астероидно-кометной опасности»
Открытая научно-популярная лекция для старшеклассников и учителей.
Лектор – Медведев Юрий Дмитриевич, заведующий лабораторией малых тел Солнечной системы института прикладной астрономии, доктор физико-математических наук.
О лекции
Изучение движения астероидов и комет позволяет расширить наши знания о строении Солнечной системы. Изучение физических свойств комет позволяет заглянуть в далекое прошлое нашей системы, поскольку по современным теориям ядра комет образовались в протопланетном облаке, из которого образовывались более крупные тела. Интерес к астероидам связан с проблемой астероидно-кометной опасности. В настоящее время известно более 13 тысяч потенциально опасных для Земли астероидов и комет. Последние исследования указывают на существования массивных небесных тел в поясе «Эджеворта – Койпера». Пояс «Эджеворта – Койпера» это область Солнечной системы, расположенная за орбитой Нептуна. В этом поясе движется большое количество астероидов и комет, которые периодически вбрасываются во внутренние области Солнечной системы. Открыты первые межзвёздные объекты: астероид 1I/Оумуамуа, комета C/2019 Q4 (Borisov).
«Закономерности процессов эволюции и самоорганизации в окружающем мире»
Открытая научно-популярная лекция для старшеклассников и учителей.
Лектор – Владимир Минович Грабов, заслуженный деятель науки РФ, доктор физико-математических наук, профессор кафедры общей и экспериментальной физики РГПУ им. А. И. Герцена.
О лекции
Во второй половине ХХ столетия и в начале XXI столетия сформировалась новая концепция в физике и естествознании в целом. Причиной ее появления стало решение следующего противоречия. Если из фундаментальных закономерностей физики следует только самопроизвольный переход от порядка к хаосу, то откуда в окружающем мире берется порядок, как и по каким закономерностям формируется упорядоченность и идут процессы развития с повышением степени упорядоченности, что особенно характерно для живой природы? Ответ на этот вопрос получен на основе современных достижений физики и других естественных наук. Главным здесь является вывод о том, что окружающий мир является сложным и сильно неравновесным, и в условиях сильной неравновесности формируются процессы самоорганизации систем, т.е. процессы переходов от хаоса к упорядоченности с возрастающим уровнем сложности, т.е. процессы развития. В физике новая картина мира получила название постнеклассической, рассмотрению ее формирования и посвящена предлагаемая лекция.
Лекции проекта 2018/2019 учебного года
«Как изучают миры»
Открытая научно-популярная лекция для старшеклассников и учителей.
Лектор — Эскин Борис Борисович, старший преподаватель кафедры небесной механики СПбГУ, руководитель учебно-тренировочных сборов команды Российской Федерации по астрономии.
О лекции
Один из самых захватывающих разделов современной астрономии – поиск и изучение внесолнечных планетных систем. За более чем 20-ти летнюю историю их изучения было открыто около 4 тысяч планет, которые существуют в примерно трех тысячах планетных системах. В лекции рассматриваются краткая история открытия и изучения внесолнечных планетных систем, их разнообразие и физические свойства планет. Отдельно рассматриваются различные методы их поиска и изучения. Описываются физические основы методов, границы их применимости, достоинства и ограничения. Также рассматриваются астрономические инструменты, используемые в этой работе, их технические параметры и особенности в настоящее время и на ближайшую перспективу.
«Виртуальная обсерватория: от развлечения к научным исследованиям»
Открытая научно-популярная лекция для старшеклассников и учителей.
Лектор — Ховричев Максим Юрьевич, кандидат физ.-мат. наук, зав. лабораторией астрометрии и звёздной астрономии Пулковской астрономической обсерватории.
О лекции
Одна из черт современной науки состоит в том, что участвовать в ее развитии могут не только «ботаники», но и любой человек, которому не лень кликнуть мышкой по изображению галактики. Поэтому на просторах всемирной паутины несложно найти астрономические проекты распределенных вычислений вроде Galaxy Zoo (https://www.zooniverse.org/projects/zookeeper/galaxy-zoo). Но это – микроскопическая часть гигантского инструмента – Виртуальной Обсерватории (VO). Предлагаемый обзор призван раскрыть возможности «виртуального телескопа», показать, как можно наблюдать online, как определять параметры звёзд в сети, как увидеть эволюцию звёзд, не вставая с дивана. Космические телескопы наблюдают; художественно переработанные снимки, полученные с их помощью, украшают экраны компьютеров и смартфонов. А где взять настоящие изображения? Как к ним подступиться? Ведь космические миссии поставляют на землю терабайты данных! Как выбрать из этого потока то, что нужно? В обзоре это будет показано на примере космического телескопа Gaia, который позволил точно измерить расположения и движения почти полутора миллиардов звёзд и предоставил возможность строить 3D-карту Галактики.
Материалы М. Ю. Ховричева с открытой лекции (для просмотра рекомендуется использовать Google Chrome или Microsoft Edge)