ზუსტ და საბუნებისმეტყველო მეცნიერებათა ფაკულტეტი
ლაზერული თერმობირთვული სინთეზი
ფიზიკოსთა განმარტებით, დღეისათვის, უკვე შეზღუდული ბუნებრივი ენერგორესურსების პირობებში, კაცობრიობისთვის უმნიშვნელოვანეს საკითხს მართვადი თერმობირთვული სინთეზის საშუალებით ელექტროენერგიის გამომუშავების შესაძლებლობა წარმოადგენს. თერმობირთვული სინთეზის (ეს, ფაქტობრივად, ის ენერგიაა, რითაც ანათებს მზე) შესასწავლად კი, თავის მხრივ, პლაზმის თვისებების შესწავლაა საჭირო.
"აშშ, იაპონია, ჩინეთი, რუსეთი და ევროკავშირი აფინანსებენ პროექტებს, სადაც ალტერნატიული ენერგიის წყაროდ ლაზერული, თერმობირთვული სინთეზი მიიჩნევა. ამ მიზნის მისაღწევად ევროკავშირმა 2010 წლიდან მსოფლიოში უმძლავრესი HIPER-ის (მაღალი სიმძლავრის ლაზერის ენერგიების კვლევის აპარატურა) მშენებლობა დაგეგმა. ამ ტიპის დანადგარებში მაღალტემპერატურული პლაზმა იქმნება, რომელშიც მეცნიერთათვის სასურველი თერმობირთვული რეაქციების მიღწევაა შესაძლებელი. პლაზმა მატერიის მეოთხე, ყველაზე ბუნებრივი ფორმაა და ელექტრონ-იონების ერთობლიობას წარმოადგენს. პლაზმურ მდგომარეობაშია ვარსკვლავები და ვარსკვლავთშორისი გაიშვიათებული გარემო, რომელიც შეადგენს ხილული სამყაროს 99.9%. დღეისათვის ატომური ელექტროსადგურები არა სინთეზის, არამედ მძიმე ელემენტების გაყოფის პრინციპზე მუშაობს. ამ დროს მიღებული ენერგია უფრო ნაკლებია, ვიდრე წყალბადის სინთეზისას. შესაბამისად, თუ მეცნიერებმა მართვადი თერმობირთვული სინთეზის მიღწევა შეძლეს, უკვე შესაძლებელი ხდება უდიდესი სითბური ენერგის მიღება და შემდგომში… მისი ელექტროენერგიად გარდაქმნაც", _ განმარტავს აკადემიკოსი, თსუ ზუსტ და საბუნებისმეტყველო მეცნიერებათა ფაკულტეტის ფიზიკის დეპარტამენტის პლაზმის ფიზიკის ქვემიმართულების სრული პროფესორი, ნოდარ ცინცაძე.
მართვად ლაზერულ თერმობირთვულ რეაქციებზე მუშაობა მსოფლიოში ფიზიკოსებმა 50-იანი წლების შემდეგ დაიწყეს. Aამ პრობლემის შესწავლა ელეფთერ ანდრონიკაშვილის ფიზიკის ინსტიტუტში კი 1960 წელს შეუდგნენ, როდესაც ფიზიკის ინსტიტუტში პლაზმური ფიზიკის განყოფილება შეიქმნა, რომელსაც იმ პერიოდიდან დღემდე ნ. ცინცაძე ხელმძღვანელობს.
ლოურენს ლივერმორის ეროვნული ლაბორატორია (აშშ): ლაზერული თერმობირთვული დანადგარი მოქმედებაში. 192 ულტრაიისფერი ლაზერის სხივით ხდება 500 ტრილიონი მეგავატი ენერგიის ფოკუსირება ერთ წერტილში.
ცნობისათვის, საუკუნის 70-იან წლებში, მაშინ როდესაც ძლიერი ლაზერების უახლოეს მომავალში შექმნის პერსპექტივაც კი არ იყო, ცინცაძისა და მისი გუნდის მიერ ამ მიმართულებით ჩატარებულმა ინტენსიურმა სამუშაოებმა ქართველ მეცნიერებს მსოფლიო მასშტაბის უპირობო პირველობა დაუმკვიდრა. Pპლაზმური რელატივიზმის შესახებ სამუშაოთა ციკლმა უზარმაზარი როლი ითამაშა როგორც თეორიული, ისე ექსპერიმენტული ფიზიკის განხრით. 1970 წელს პროფესორ ნოდარ ცინცაძის მიერ შეიქმნა “ელექტრონების მასის რელატივისტური ოსცილაციით (რხევით) გამოწვეული პარამეტრული მოვლენების თეორია”. ეს შრომა მოხსენიებული იქნა საერთაშორისო კონფერენციაზე (N.L. Tsintsadze,JETP 32,684 (1971). `IV European Conf. on Cont Fusion and Plasma Phys. Rome, Italy 1970). მეცნიერის მიერ შემუშავებული თეორია, შემდგომში კიდევ უფრო გაიშალა და დამუშავდა. კერძოდ, ნოდარ ცინცაძისა და მისი მოსწავლეების მიერ პირველად იყო ნაწინასწარმეტყველები და ნაჩვენები, რომ `ძლიერი რელატივისტური ელექტრომაგნიტური ტალღების მკვრივ პლაზმასთან ურთიერთქმედებისას შესაძლებელია პლაზმის გაცხელებისას ჩამოყალიბდეს სოლიტანური ტალღები, როდესაც ველის ლოკალიზების არეში ხდება სიმკვრივის ზრდა, (N.L. Tsintsadze,JETP 32,684 (1971). “VII European Conf. on Cont Fusion and Plasma Phys. Rome, Italy 1975). აგრეთვე International Conf. on pkasma theory, Kiev (1974) ჩვენს მიერ შეთავაზებული და დამუშავებული იქნა სამეცნიერო ნაშრომი, რომელშიც ნაჩვენები იყო სრულიად ახალი ფიზიკა. ანუ, როგორ კუმშავს პლაზმას სუპერძლიერი გამოსხივება ლაზერის სხივის სახით”, -განმარტავს ნოდარ ცინცაძე.
ნახ.2 ლაზერული კონტროლირებადი თერმობირთვული რეაქციის სქემატური გამოსახულება
პოპულარული ენით, რომ განვმარტოთ, ამ შრომაში პროფესორმა ნოდარ ცინცაძემ შეისწავლა ზემძლავრი რელატივისტური (სინათლის სიჩქარესთან მიახლოებული) გამოსხივების ზეგავლენა პლაზმაზე, რა კანონზომიერებით იცვლება და მოქმედებს ძლიერი გამოსხივების შედეგად პლაზმა, არიან თუ არ მის შიგნით სოლიტონები (განმხოლოებული ტალღები) და ა.შ.
უნდა აღვნიშნოთ, რომ ე. ანდრონიკაშვილის პლაზმის ფიზიკის ინსტიტუტის თანამშრომლებმა, პროფესორებმა: ლ. ცხაკაია, ვ. ბერეჟიანი, ლ.ცინცაძე, ლ. შათაშვილი, დ. გარუჩავა და სხვა საერთაშორისო აღიარება მოიპოვეს. სწორედ ნ. ცინცაძის შრომის გამოქვეყნების შემდეგ (1970 წ.) დაიწყო მისი ინტენსიური მიწვევა აშშ-ში, იაპონიასა და ევროპის წამყვან ქვეყნებში. ამერიკაში ჯერ კიდევ ცინცაძის ჩასვლამდე, ხდებოდა მისი ნაშრომის დამუშავება და მათზე დაყრდნობით ახალი შრომების გამოქვეყენება ისეთ უნივერსიტეტებში, როგორიც არის პრინსოტნი, ბერკლი, კორნელი, ლოს-ანჯელესი. ლოს-ანჯელესის უნივერსიტეტში ყოფნის ცნობილ მეცნიერებთან, ჯ.დრეიკთან და ვ.ს.ლიისთან ერთობლივად გამოქვეყნდა ნ.ცინცაძის ორი შრომა ყველაზე მაღალი იმპაქტ-ფაქტორის მქონე ჟურნალში (Pჰყს. ღევ. Lეტტ. 36,31(1976) და 36,196 (1976).
ნახ. 3 სოლიტონური ტალღის მოდელი მკვრივ რელატივისტურ პლაზმაში
“ამ ორივე შრომაში მონაწილეობდა ჩვენი დარგის ბრწყინვალე წარმომადგენელი იაპონელი მეცნიერი კ.ნიშიკავა. აგრეთვე ჩემს თემატიკაზე შრომა გამოვაქვეყენე პროფესორ ლინთან (Physycs of Fluids) 19,768 (1976)”, - ამბობს ნოდარ ცინცაძე.
ე.ანდრონიკაშვილის ფიზიკის ინსტიტუტში და თბილისის სახელმწიფო უნივერსიტეტში გამოქვეყნებულმა შრომებმა განაპირობეს აშშ-ში, იაპონიასა და ევროპის ქვეყნებში (გერმანია, შვედეთი, ბელგია, საფრანგეთი, ინგლისი, იტალია, ავსტრია) ცინცაძისა და მისი გუნდის წრმომადგენელ მეცნიერთა მიწვევა დიდი ხნით. თსუ მეცნიერთა ჯგუფს ასეულობით შრომა აქვს გამოქვეყნებული უცხოელ კოლეგებთან.
ნოდარ ცინცაძის მიერ შესრულებული სამეცნიერო ნაშრომები, რომლებშიც განხილულია რელატივისტური ინტენსივობის გამოსხივების ზეგავლენა პლაზმაზე, საერთო ჯამში გამოქვეყნებული ან მოხსენიებულია მრავალ იმპაქტ-ფაქტორის მქონე ჟურნალსა და კონფერციანზე. გააჩნია მაღალი ციტირების ინდექსი. მაგალითად, სტატიის
“Relativistic Nonlinear Effects in Plasmas’’ appeared in J. Physics Reports (Volume 138, 1-149 (1986) ციტირების ინდექსი 2013 წლის 20 ნოემბრის მონაცემით 375 იყო. “On Theory Of Electrosound Waves in Plasma’’ Phys. JETP 45, 252 (1977) სტატიის ციტირების ინდექსი იგივე პერიოდში 75 გახლდათ. Nნ. ცინცაძის მასალების ციტირება მოხდა მაგალითად ამერიკულ ჟურნალებში: Physics of Plasmas (5, 376 (1998) ავტორები: S. Guerin, P. Mora and G. Havel. აგრეთვე Physical Review A (13,887; A. Bourdir et al.) ორივე შრომაში წერენ რომ „we start from Tsintsadze’s theory“.