2017年度的科學突破:俄羅斯各大學如何躋身世界主要大學排名

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在2017年度躋身世界主要大學學科排名(ARWU、 QS、THE)前100位 的11所俄羅斯大學中,有6所大學參加了"5-100"項目。它們都是俄羅斯的主要大學:莫斯科物理技術學院、俄羅斯國立研究型技術大學莫斯科鋼鐵和合金學院、俄羅斯國立高等經濟學院、國立核能研究大學莫斯科工程物理學院、國立新西伯利亞大學、教學科研綜合體熱-質量交換研究所。

為了貫徹2012 年5月7日頒布的第599號俄羅斯聯邦總統令"關於落實教育科學領域國家政策的措施",2013年啓動了"5-100"項目。俄羅斯各大學面臨的重要任務是:躋身3個世界大學排名的前100位。

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"對我們來說,‘5-100'項目為我們開闢了面向未來的道路",俄羅斯國立研究型技術大學莫斯科鋼鐵和合金學院主管科學和創新工作的校長米哈伊爾·菲洛諾夫說。"我們的冶金、礦山事業兩個學科已經躋身排名前100位,材料學入圍前200位。我們認為,對科學來說,這是前所未有的增長動態"。

在"5-100"項目的支持下,俄羅斯大學的學者們參與了各類世界合作,取得了許多成就。

如何重新計算核糖核酸?

在莫斯科物理技術學院工作人員的參與下,大型國際合作項目的第五階段"哺乳動物基因組-5(FANTOM5)的學者們製作了微型核糖核酸圖冊(microRNA)。這有助於我們理解,微型核糖核酸在各種疾病的發展到底扮演了何種角色。

在研究過程中成功找到了學者們以前從不懷疑的大約300個微型核糖核酸分子,揭示了它們的部分功能。

這項研究的參與者之一、俄羅斯科學院生物技術中心和莫斯科物理技術學院分子生物學家尤利婭·梅德韋傑娃如此評價研究結果:"製作各種細胞中的微型核糖核酸的完整圖冊使我們距離理解基因調節的完整圖景更近了。"

例如,生物學家們在過去5年來發現,微型核糖核酸的運轉故障是導致精神分裂症患者腦部出現"幻聽聲音"的原因,揭示了微型核糖核酸與癌症、糖尿病和其它嚴重疾病的聯繫。

行星如何形成?

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國立核能研究大學莫斯科工程物理學院的學者們與來自歐洲諸國(英國、意大利、法國、德國和西班牙)的國際航天物理學家小組一道兒,再現了圍繞在恆星周圍的行星的形成過程,並在著名科學雜誌《科學進步》(Science Advances)上發佈了研究成果。

他們通過宇宙中物質重力的方式對天體質量增加進行了實驗室模擬。

國立核能研究大學莫斯科工程物理學院激光和等離子技術研究所工作人員耶夫根尼·菲利波夫是文章共同作者之一。他表示:"我們的結果強調了為極好模擬新出現恆星中吸積過程而正確覈算等離子體中的輻射吸收的必要性。"

早期宇宙由甚麼構成?

國立核能研究大學莫斯科工程物理學院的另一個科研小組在校長米哈伊爾·斯特里哈諾夫的領導下加入了STAR國際合作組。這個科研小組作為集體在世界上第一個通過試驗證實了誇克-膠子物質中渦流結構的存在,誇克-膠子物質是在重核碰撞時形成的。

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這有助於推測,早期宇宙物質非常熱,是流質的,其中可能存在帶有極端性質的量子渦旋。

金剛石是如何形成的?

此外,俄羅斯地質學家們(俄羅斯國立研究型技術大學莫斯科鋼鐵和合金學院)作為由美德法瑞等國學者組成的大型國際科研小組的成員弄清楚了,鐵和二氧化碳的化合物在來自地核的金剛石的形成中起到決定性的作用,幫助它們的結晶核耐受超高壓力和溫度。

學者們猜想了很長時間,在600公里深度下形成的物質在向著地核方向旅行時如何得以成功保存下來。科研人員認為,他們的資料證實,具有異域情調的原碳酸不僅在巨行星核中存在,也存在於地幔中。

俄羅斯大學學者參與的"微合作"在"5-100"項目的支持下取得了一些成就。俄羅斯學者作為合作小組成員作出重大貢獻的一些研究成為國際性的重大事件。

光子學中的突破

按照權威雜誌《光學&光子學新聞》(Optics & Photonics News )的版本,俄羅斯教學科研綜合體熱-質量交換研究所的科研成果進入排名前50位的重要發現,被稱為是光子學中的突破。

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俄羅斯教學科研綜合體熱-質量交換研究所的專家們與澳大利亞國立大學合作,推出了世界上首個控制光的運動的"三維" 拓撲絕緣子。這裡指的是一種特殊材料,電流可通過它的表面,但內部仍然是絕緣子或者半導體。

物理學家們很早前就嘗試使它們適合傳輸光和其它電磁波,但此前絕緣子的笨重程度和工作過程中能源損失多妨礙了這麼做。

俄羅斯教學科研綜合體熱-質量交換研究所科研人員阿列克謝·斯洛博扎紐克介紹說:"實際上,這是納米盤的一個環節,上面的電磁場被隔絕在這頭或者那頭。"

石墨烯作為重金屬傳感器

還有一項研究的重要部分是由俄羅斯高校科研人員完成的,在"自然"出版社世界排名最高的雜誌之一《科學報告》(Scientific Reports)上發表。

來自俄羅斯國立研究型技術大學莫斯科鋼鐵和合金學院"、 瑞典林雪平大學、烏克蘭國家科學院弗蘭採維奇材料學問題研究所、 愛爾蘭特里尼蒂學院的世界級主流學者團隊弄清楚了如何利用石墨烯。這是世界上作為重金屬傳感器的首種二維材料。

俄羅斯國立研究型技術大學莫斯科鋼鐵和合金學院"新材料模擬和研發"實驗室領導、瑞典林雪平大學教授伊戈爾·阿布里科索夫解釋說:"金屬形成毒性最強的混合物,這種毒性混合物只有水中才有。因此快速仔細檢測有毒混合物的可能性是一個極為迫切的任務。"

人工原子與混合光波

莫斯科物理技術學院學者們的一篇論文發表在另一個著名雜誌《自然通訊》(Nature Communications)上。莫斯科物理技術學院學者們在和英國物理學家們共同研究時發現,原子的人工同類產品可被用作"混合"光波,這將加快量子計算機和數據傳輸網的研發工作。

莫斯科物理技術學院人工量子系統實驗室工作人員奧列格·阿斯塔法耶夫表示:"現在就已經可以說,人工原子的這種特性可被用來製造新型量子微電子。"

鏡面庫比特和"不可能材料"

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最後, 俄羅斯專家們2017年還通過在《自然》雜誌(Nature)上發表系列論文,展示了自己在最迫切的科學方向之一材料學製造領域所取得的成就--製造出了一種擁有自然界中無法達到的特性的人工結構。

俄羅斯國立研究型技術大學莫斯科鋼鐵和合金學院的國際研究團體在年底前首先在世界上製造出所謂的"鏡面庫比特"。

俄羅斯國立研究型技術大學莫斯科鋼鐵和合金學院"超導超材料"實驗室工程師伊利亞·別謝金透露,"這種材料可用作管理現代量子計算機中的量子信號傳輸系統。這是超導電子設備中的關鍵元件之一"。

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