воскресенье, 23 января 2011 г.

პლაზმა და ქართველი მეცნიერების როლი მის შესწავლაში

საკონფერენციო თემა ფიზიკაში

თემის ხელმძღვანელი მზია კირთაძე

ყოველ ნივთიერებას სამი შესაძლო აგრეგატული მდგომარეობა აქვს: მყარი, თხევადი და აირადი.ეს მდგომარეობები ერთმანეთისაგან შეიძლება გავარჩიოთ იმით, თუ როგორია შემადგენელ ნაწილაკთა კინეტიკური ენერგიების თანაფარდობა მათი ბმის, ანუ შეკავშირების ენერგიასთან. მაგალითად, მყარი სხეულის მოლეკულებს შორის კავშირი სხეულს უნარჩუნებს მტკიცე კრისტალურ მესერს., როდესაც მოლეკულათა კინეტიკური ენერგია ნაკლებია ბმის ენერგიასთან შედარებით. ნივთიერების მოლეკულურ კინეტიკური თეორიის თანახმად მოლეკულის საშუალო კინეტიკური ენერგია დაკავშირებულია სხეულის აბსოლიტურ ტემპერატურასთან ფორმულიათ MVხარისხ2/2=3/2 KT
სადაც K=1,38*10ხარისხ(-23) ჯ/ კელ ბოლცმანის მუდმივაა, T –აბსოლიტური ტემპერატურა. (1) ფორმულის თანახმად, თუ თუ სხეულის ტემპერატურას გავადიდებთ, მაშინ გაიზრდება მოლეკულათა საშუალო კინეტიკური ენერგია



დიდია ქართველი მეცნიერების როლი პლაზმის შესწავლის საქმეში. აკადემიკოს ჯუმბერ ლომინაძის ხელმძღვანელობით ქართულმა სკოლამ არაერთი დიდი ფიზიკოსი აღზარდა, რომლებიც პლაზმურ ფიზიკაში მოღვაწეობენ.

1976 წლიდან თბილისის სახელმწიფო უნივერსიტეტის ფიზიკის ფაკულტეტზე გაიხსნა სპეციალობა "პლაზმის ფიზიკა" და ინსტიტუტის პლაზმის ფიზიკის განყოფილება გახდა იმავდროულად უნივერსიტეტის საბაზო კათედრა. ლექციების კურსებს პლაზმის ფიზიკის ყველა ძირითად საკითხებში კითხულობენ განყოფილების წამყვანი მეცნიერი თანამშრომლები. პრაქტიკულ კურსებს სტუდენტები გადიან პლაზმის განყოფილების ექსპერიმენტულ ლაბორატორიებში და საკურსო და სამაგისტრო შრომებსაც ძირითადად ასრულებენ ჩვენს განყოფილებაში. განყოფილების მეცნიერ თანამშრომლებით შევსება ძირითადად ხდება ჩვენს მიერ მომზადებული კადრებით. ჩვენი კურსდამთავრებულები წარმატებით მუშაობენ მსოფლიოს სხვადასხვა წამყვან პლაზმურ და თერმობირთვულ ცენტრებში.


თბილისის საერთაშორისო სკოლა პლაზმის ფიზიკაში

საქართველოს მეცნიერებათა ეროვნული აკადემიის ფიზიკის ინსტიტუტის თაოსნობით დაარსდა და 1970 წლიდან ორ წელიწადში ერთხელ იმართებოდა თბილისის საერთაშორისო სკოლა პლაზმის ფიზიკასა და მართვად თერმობირთვულ სინთეზში. სულ გაიმართა 10 ასეთი სკოლა. ბოლო სკოლა შედგა 1990 წელს. სკოლაში ლექციების კურსს კითხულობდნენ საბჭოთა კავშირისა და მსოფლიოს წამყვანი სპეციალისტები. სკოლის მუშაობა გრძელდებოდა ორი კვირის განმავლობაში და მის ფარგლებში იმართებოდა სამუშაო შეხვედრები ცალკეულ მიმართულებებში და აგრეთვე, 2-3 საკონფერენციო დღე, რომელიც ეთმობოდა ორიგინალურ მოხსენებებს.
2007 წელს ფიზიკის ინსტიტუტის თაოსნობით ჩატარდა საერთაშორისო კონფერენცია "ახალი ენერგიის წყაროები", რომელიც წარმოადგენს თბილისის ტრადიციული სკოლის აღდგენის ერთ-ერთ ეტაპს.


10 დეკემბერს, 10:30 საათზე, საქართველოს პრეზიდენტის ინიციატივით, გამოჩენილ მეცნიერს, ასტროფიზიკოსს, საქართველოს მეცნიერებათა ეროვნული აკადემიის მათემატიკისა და ფიზიკის განყოფილების აკადემიკოსს, ჯუმბერ ლომინაძეს ნაყოფიერი სამეცნიერო და საგანმანათლებლო მოღვაწეობისთვის ბრწყინვალების ორდენი გადაეცა. ჯილდო მეცნიერს საქართველოს განათლებისა და მეცნიერების მინისტრმა დიმიტრი შაშკინმა გადასცა.







ჯუმბერ ლომინაძეს ახლახან შეუსრულდა დაბადებიდან 80 წელი. მის იუბილესთან დაკავშირებით, "დივაიზ სტუდიომ" გამოსცა წიგნი - "ჯუმბერ ლომინაძე - მეცნიერი, მეცნიერების ორგანიზატორი და შემოქმედებითი კლიმატის შემქმნელი". წიგნის ავტორია ფიზიკა-მათემატიკის მეცნიერებათა დოქტორი, პროფესორი, რუსეთის მეცნიერებათა აკადემიის წევრ-კორესპონდენტი ანატოლი მიხაილოვსკი, რომელსაც ლომინაძესთან მრავალწლიანი მეგობრობა აკავშირებს. წიგნს წინასიტყვაობის სახით დართული აქვს მსოფლიო მნიშვნელობის მეცნიერის, აკადემიკოს საგდეევის წერილი. ჯუმბერ ლომინაძე სწავლობდა მოსკოვის სახელმწიფო უნივერსიტეტის ფიზიკის ფაკულტეტზე (1950-55 წწ.), სადაც სპეციალიზდებოდა პლაზმის ფიზიკის დარგში. მეცნიერების ეს დარგი სწორედ მაშინ იწყებდა ინტენსიურ განვითარებას. იგი განსაკუთრებულ ინტერესს იწვევდა, რადგან ძირითად მიზნად ისახავდა თერმობირთვული იარაღის "გაკეთილშობილებას" - ისეთი რეაქტორის აგებას, რომლის საშუალებითაც მოხერხდებოდა თერმობირთვული რეაქციების მართვა და, შედეგად, კაცობრიობისთვის ფაქტობრივად ულევი, ეკოლოგიურად სუფთა ენერგიის წყაროს შექმნა. უნივერსიტეტის წარმატებით დამთავრების შემდეგ, ჯუმბერ ლომინაძე სამუშაოდ გაანაწილეს ურალის ერთ-ერთ დახურულ ობიექტზე, სადაც უშუალოდ მონაწილეობდა ისტორიის იმ ეტაპზე ცხოველმყოფელ თერმობირთვული იარაღის სრულყოფის პროგრამაში. მიუხედავად ამისა, მისი სამეცნიერო ინტერესები განუყოფლად იყო დაკავშირებული პლაზმის ფიზიკისა და მართვადი თერმობირთვული რეაქციის პრობლემებთან. 1958 წელს ჯუმბერ ლომინაძე დაბრუნდა საქართველოში და საქართველოს მეცნიერებათა აკადემიის ფიზიკის ინსტიტუტის თანამშრომელთა ჯგუფთან ერთად შეუდგა პლაზმის ფიზიკის ჩამოყალიბებასა და განვითარებას. აკადემიკოს ჯ. ლომინაძის მეცნიერული მოღვაწეობა პირობითად შეიძლება ორ ეტაპად გაიყოს. პირველი ეტაპი ეხება პლაზმის ფიზიკის თეორიას - მართვადი თერმობირთვული რეაქციები, კოლექტიური მოვლენები პლაზმურ რეაქტორ ტოკამაკში, ციკლოტრონული ტალღების თეორია და სხვა. მეორე ეტაპი ეხება კვლევას მეცნიერების ახალ დარგში - პლაზმურ ასტროფიზიკაში, რომელიც პლაზმის ფიზიკისა და ასტროფიზიკის მიჯნაზე შეიქმნა.
ჯუმბერ ლომინაძის საქმიანობის შედეგები ფუნდამენტური და მრავალფეროვანია. ეს ეხება მისი მეცნიერული მოღვაწეობის როგორც პირველ ეტაპს, როდესაც მეცნიერული კვლევების საგანს შეადგენდა უშუალოდ პლაზმის ფიზიკის თეორია, ასევე მეორე ეტაპს, როდესაც პლაზმის ფიზიკაში დაგროვილი ცოდნისა და გამოცდილების საფუძველზე აწარმოებდა კვლევას ასტროფიზიკურ ობიექტებში მიმდინარე პროცესების შესასწავლად. აკადემიკოს ჯუმბერ ლომინაძის ხელმძღვანელობით შეიქმნა თეორიული ასტროფიზიკის სამეცნიერო სკოლა, სადაც მიმდინარეობს როგორც უწყვეტ გარემოში შეშფოთებათა დინამიკის ფუნდამენტური კვლევები, ასევე კვლევები სხვადასხვა ტიპის ასტროფიზიკურ ობიექტებში მიმდინარე მოვლენების შესასწავლად. ამ მიმართულებით კვლევის ობიექტების სპექტრი საკმაოდ ფართოა და იგი მოიცავს აქტიური გალაქტიკის ბირთვებს, შავი ხვრელების აკრეციულ დისკებს, პულსარების მაგნიტოსფეროს, მზეს, დედამიწის მაგნიტოსფეროს. ასევე ფართოა კვლევის მეთოდების სპექტრი. წარმოებული კვლევები ეფუძვნება პლაზმის ფიზიკასა და ასტროფიზიკაში არსებულ კლასიკურ ცოდნას. ასევე ეფუძნება დინამიკური მოვლენების მათემატიკური ანალიზის იმ სიახლეებს, რომლებიც სამეცნიერო საზოგადოების მიერ გააზრებულ იქნა მხოლოდ მეოცე საუკუნის ბოლო დეკადაში (ამ გააზრებაში ჯუმბერ ლომინაძის მიერ შექმნილი სამეცნიერო სკოლაც იღებდა აქტიურ მონაწილეობას); კვლევები წარმოებდა რიცხვითი თვლების გამოყენებით, რომელთა გარეშეც შეუძლებელია ბუნების ობიექტებში მიმდინარე კომპლექსური მოვლენების ადეკვატური გააზრება და აღწერა. ეს სამეცნიერო სკოლა ჩამოყალიბდა თეორიული ასტროფიზიკის ჯგუფის ბაზაზე, რომელიც 1976 წელს შეიქმნა ჯუმბერ ლომინაძის ინიციატივით საქართველოს მეცნიერებათა აკადემიის აბასთუმნის ასტროფიზიკურ ობსერვატორიაში. სკოლა ყალიბდებოდა ისეთ საერთაშორისო სამეცნიერო ცენტრებთან ფართო თანამშრომლობის პირობებში, როგორებიცაა მერილენდის უნივერსიტეტი (აშშ); კოსმოსური კვლევების ინსტიტუტი (რუსეთი); ლებედევის სახელობის ფიზიკის ინსტიტუტი (რუსეთი); კემბრიჯისა და კარდიფის უნივერსიტეტები (დიდი ბრიტანეთი); კალიფორნიის ტექნოლოგიური ინსტიტუტი (აშშ); ტეხასის უნივერსიტეტი (აშშ); რამანის სახელობის საკვლევი ინსტიტუტი (ინდოეთი); თეორიული ფიზიკის საერთაშორისო ცენტრი (იტალია); შტერნბერგის სახელობის სახელმწიფო ასტრონომიული ინსტიტუტი (რუსეთი); კეპლერის სახელობის ასტრონომიული ცენტრი (პოლონეთი); პოლიტექნიკური სკოლა (საფრანგეთი); ტურინის ობსერვატორია (იტალია); პარიზის ობსერვატორია (საფრანგეთი). პლაზმაში მიმდინარე ელექტრომაგნიტური მოვლენების მრავალი წლის ინტენსიური კვლევების შედეგად ჯუმბერ ლომინაძემ მნიშვნელოვანი წვლილი შეიტანა პლაზმის ფიზიკის ერთ-ერთი განხრის, ელექტრონული ციკლოტრონული ტურბულენტობის თეორიის შექმნაში. მოვლენები, რომლებიც ნაწინასწარმეტყველები იყო ჯუმბერ ლომინაძის თეორიულ შრომებში, შემდგომში უცხოელ მეცნიერთა მიერ ექსპერიმენტულად იქნა აღმოჩენილი. მიღებული შედეგების სამეცნიერო ღირებულებამ დააინტერესა მსოფლიოში ერთ-ერთი ყველაზე ავტორიტეტული გამომცემლობა "პერგამონ პრესი". მან 1981 წელს გამოსცა ჯუმბერ ლომინაძის მონოგრაფია "ციკლოტრონული ტალღები პლაზმაში", რომელიც ამ დარგში მომუშავე სპეციალისტებისთვის სამაგიდო წიგნი გახდა. ჯუმბერ ლომინაძემ და მისმა თანამშრომლებმა საფუძველი ჩაუყარეს ახალ მიმართულებას - ელექტრონულ-პოზიტრონული პლაზმის ელექტრომაგნიტურ თეორიას, რომლის საფუძველზე აგებულ იქნა კიბორჩხალას ნისლეულში მყოფი პულსარის გამოსხივების მოდელი: ნაპოვნია პულსარების ელექტრომაგნიტური ტალღების სიხშირეთა სხვადასხვა დიაპაზონში გამოსხივების მექანიზმები და ახსნილია ამ გამოსხივებების თავისებურებები. ასევე ფუნდამენტური კვლევებია ჩატარებული თვით კიბორჩხალას ნისლეულში მიმდინარე მოვლენების შესასწავლად. ჯუმბერ ლომინაძის ასტროფიზიკური კვლევების არეალმა ასევე მოიცვა სამყაროს ყველაზე ეგზოტიკური ობიექტების - შავი ხვრელების - ირგვლივ არსებულ ე. წ. აკრეციულ დისკოებში მიმდინარე ფიზიკური პროცესები. მისი ხელმძღვანელობით შემუშავდა თეორიული მოდელი ამ დისკოების რენტგენული გამოსხივების თავისებურებების ასახსნელად. ამ ტიპის დინამიკური მოვლენების კვლევისთვის არაადეკვატური აღმოჩნდა კლასიკური მათემატიკური მეთოდი. საჭირო გახდა ოპტიმალური მათემატიკური ფორმალიზმის შემუშავება და გამოყენება. ეს საკითხები მსოფლიო სამეცნიერო საზოგადოების მიერ გააზრებულ იქნა მხოლოდ მეოცე საუკუნის ბოლო დეკადაში. მნიშვნელოვანია ჯუმბერ ლომინაძის მიერ შექმნილი სამეცნიერო სკოლის წვლილი ამ საკითხების გააზრებაში და არაერთგვაროვან ასტროფიზიკურ და ატმოსფერულ დინებებში მიმდინარე დინამიური მოვლენების აღწერაში. ამ მიმართულებით წარმოებული კვლევისათვის მკვლევართა ჯგუფს ჯუმბერ ლომინაძის ხელმძღვანელობით 2002 წელს მიენიჭა საქართველოს სახელმწიფო პრემია მეცნიერების დარგში. გარდა თეორიული კვლევებისა, მნიშვნელოვანია ჯუმბერ ლომინაძის აქტივობა ექსპერიმენტულ გამოკვლევებში, რომელთა იდეოლოგია შემუშავდა 80-იანი წლების დასაწყისში მოსკოვის კურჩატოვის სამეცნიერო ცენტრის პროფესორ ვლადიმერ ფეტვიაშვილთან ერთად. ერთიანი ძალისხმევით აბასთუმნის ასტროფიზიკურ ობსერვატორიაში შეიქმნა ექსპერიმენტული დანადგარი, რომლის საშუალებითაც ხდება დედამიწის ატმოსფეროსა და ოკეანეებში გრიგალების - ციკლონებისა და ანტიციკლონების - ჩამოყალიბებისა და დინამიკის მოდელირება. მნიშვნელოვანი მეცნიერული შედეგები აქვს ჯუმბერ ლომინაძეს მიღებული მზეზე, დედამიწის მაგნიტოსფეროსა და ატმოსფეროში მიმდინარე პლაზმური პროცესების ასახსნელად. მეცნიერული კვლევების ეს ფართო არეალი, მჭიდრო თანამშრომლობა საერთაშორისო სამეცნიერო წრეებთან და ჯუმბერ ლომინაძის მიერ შექმნილი სამეცნიერო სკოლისთვის დამახასიათებელი ფიზიკური აზროვნების მაღალი კულტურა, ახალგაზრდა მეცნიერთა დამოუკიდებელ მკვლევარებად სწრაფ ჩამოყალიბებას განაპირობებდა და განაპირობებს. ამ სამეცნიერო სკოლაში აღიზარდა ოცამდე მეცნიერებათა კანდიდატი და მომზადდა ექვსი მეცნიერებათა დოქტორი. შედეგად კიდევ უფრო იზრდება შექმნილი სკოლის სამეცნიერო პოტენციალი და მოღვაწეობის არეალი. ამ სკოლაგამოვლილი მეცნიერები ამჟამად მუშაობენ ამერიკაში, გერმანიაში, ბელგიაში, დიდ ბრიტანეთში, იტალიაში, ისრაელში, პოლონეთში. ეს სკოლა კარგი "ტრამპლინია" ახალგაზრდა მეცნიერთა მსოფლიო სამეცნიერო საზოგადოებაში ინტეგრებისთვის და შემდგომი გზის გაკვლევისთვის. ჯუმბერ ლომინაძე ყოველმხრივ ხელს უწყობს ამ ინტეგრებას. თავის დროზე ახალგაზრდა მეცნიერებზე ზრუნვით იყო ნაკარნახევი ლომინაძის თაოსნობით კოსმოსური პლაზმის საერთაშორისო სკოლის "ვარენა-აბასთუმანის" დაარსება. მის მუშაობაში მონაწილეობას იღებდნენ ასტროფიზიკური პლაზმის და მომიჯნავე დარგების ცნობილი მეცნიერები სხვადასხვა ქვეყნიდან. ახალგაზრდა ქართველ მეცნიერებს მათი მოსმენის, მათთან დისკუსიების და სამეცნიერო კავშირების დამყარების საშუალება ჰქონდათ. "ვარენა-აბასთუმნის" საერთაშორისო სკოლის ეგიდით 1986 წელს სოხუმში და 1990 წელს თელავში კონფერენციები ჩატარდა. მათში მონაწილეობდა პლაზმური ასტროფიზიკის და საერთოდ თეორიული ფიზიკის უამრავი კორიფე. ლექციებს, მოხსენებებს და დისკუსიებს ეტაპობრივი მნიშვნელობა ჰქონდა ქართული ასტროფიზიკის სკოლის ჩამოყალიბებისთვის. "ვარენა-აბასთუმნის" საერთაშორისო სკოლა იმდენად პოპულარული და პრესტიჟული გახდა, რომ მისი ჩატარებისთვის საჭირო ხარჯების გაღებისა და ორგანიზაციაში მიღების სურვილი გამოთქვეს იაპონიისა და გერმანიის წამყვანმა მეცნიერულმა ცენტრებმა. შემდგომი შეკრებები ნაგოიასა (იაპონია) და პოტსდამში (გერმანია) ჩატარდა. ჯუმბერ ლომინაძის მეცნიერული საქმიანობა არ შემოიფარგლება პლაზმური ასტროფიზიკის სკოლის შექმნით საქართველოში. მის თანადგომას და ზრუნვას ასევე გრძნობენ საქართველოს სხვა სამეცნიერო დაწესებულებების გამორჩეული ახალგაზრდა მეცნიერები. იგი 40 წელზე მეტხანს კითხულობდა ლექციებს ივანე ჯავახიშვილის სახელობის თბილისის სახელმწიფო უნივერსიტეტში. ასევე ხელმძღვანელობდა პლაზმის ფიზიკოსთა ჯგუფს გამოყენებითი მათემატიკის ინსტიტუტში, სადაც მისმა ორმა მოწაფემ მოამზადა სადოქტორო დისერტაცია. ახალგაზრდებზე ზრუნვა ვრცელდება საქართველოს საზღვრებს გარეთაც. ლომინაძეს ყოველწლიურად იწვევდნენ ექსპერტად რუსეთის ფედერალურ ბირთვულ ცენტრში "ჩელიაბინსკ-70"-ში კონფერენციებზე "მეცნიერება მშვიდობისთვის", სადაც იგი მომავალი ფიზიკოსებისთვის კითხულობდა ლექციებს ტურბულენტობის თეორიაში, კოსმოლოგიაში და ასტროფიზიკაში.
ჯუმბერ ლომინაძე აქტიური საზოგადო მოღვაწეა. იგი, როგორც აკადემიკოს-მდივანი, წლების განმავლობაში ხელმძღვანელობს საქართველოს მეცნიერებათა ეროვნული აკადემიის მათემატიკისა და ფიზიკის განყოფილებას. წლების განმავლობაში, პოსტსაბჭოთა საქართველოში შექმნილ რთულ პირობებში, მან იტვირთა ისეთი მძიმე და საპასუხისმგებლო მოვალეობა, როგორიც იყო საქართველოს ცენტრალური საარჩევნო კომისიის ხელმძღვანელობა. ახალი საუკუნის დასაწყისში მან შექმნა საქართველოს კოსმოსური სააგენტო. კოსმოსური ტექნოლოგიებისა და კომუნიკაციების განვითარება ცივილიზებული ქვეყნის აუცილებელი ატრიბუტია. ამ ტიპის საქმიანობის უნარისა და კულტურის არსებობა ქვეყანაში ოცდამეერთე საუკუნეში მისი ადეკვატურობის განმსაზღვრელია. ჯუმბერ ლომინაძე არის ფართო გატაცებების მქონე ადამიანი. კარგად იცნობს ლიტერატურას, მუსიკას, მხატვრობას, ფოტოხელოვნებას. აქვს უმდიდრესი ბიბლიოთაკა, გატაცებულია მხატვრული ფოტოგრაფიით. ეს გატაცება მისი ცხოვრების, მისი სიყვარულის მემატიანედაც იქცა. ამ გატაცებით მან განაცვიფრა ქართული საზოგადოება, როდესაც 2000 წლის ივნისში ცისფერ გალერეაში მოაწყო მეუღლის, ლია კიკაჩეიშვილის ხსოვნისადმი მიძღვნილი ფოტოგამოფენა. გამოფენაზე წარმოდგენილი იყო ჯუმბერ ლომინაძის მიერ ორმოცდაათი წლის განმავლობაში გადაღებული ფოტოები ("საქართველოს რესპუბლიკა").