В Новосибирском госуниверситете появился единственный в России интерактивный экспонат, который наглядно показывает, как атомы выстраиваются в идеальную кристаллическую решетку. Устройство, стилизованное под лабораторный автоклав в стиле стимпанк, управляется со смартфона и позволяет в прямом смысле пересыпать модель атомов, наблюдая законы минералогии.
Новый экспонат наглядно визуализирует расположение атомов в кристаллической решетке. Принцип действия следующий: конструкция выглядит как песочные часы, основная часть которых — полуоктаэдр, четырехгранная пирамида из оргстекла. В одном из полуоктаэдров расположены шарики. Когда экскурсовод вращает ручку экспоната, полуоктаэдр с шариками совершает поворот на 180 градусов. В результате шарики пересыпаются и заполняют второй полуоктаэдр, полностью занимая его объем. При этом шарики располагаются не хаотично, а строго закономерным образом.
Над созданием экспоната работала целая команда.
«Идея создать такой экспонат возникла пару лет назад, раньше в музее стоял его прообраз. Он был открытым, и экскурсоводу приходилось самостоятельно засыпать шарики в октаэдр, да и шарики после экскурсий часто пропадали. Поэтому мы решили, что нам нужно усовершенствовать эту идею», — рассказала научный сотрудник НОЦ «Эволюция Земли» Ольга Хохрякова.
Сотрудники НОЦ «Эволюция Земли» придумали общий вид устройства и концепцию, первую визуализацию сделали с помощью искусственного интеллекта. В дальнейшем передали наработки макетчику-инженеру Дмитрию Каменеву.
По форме устройство напоминает автоклав для выращивания кристаллов, а его дизайн выполнен в духе стимпанк. Внутри работает лава-лампа, символизирующая расплавленную материю, слышно бульканье, а «датчики» показывают изменение температуры и давления. Управляет всем этим специальное приложение: экскурсовод может регулировать свет, звук и даже запустить запись голосов великих ученых.
«У меня давно была идея сделать установку в стиле стимпанк. Я поговорил с инженерами, которые занимались разработкой нашего экспоната, им эта мысль понравилась. Они подошли к работе с энтузиазмом и даже с юмором: если разглядеть экспонат поближе, можно увидеть таблички, которые отсылают нас к произведениям братьев Стругацких и роману “12 стульев”. В июне 2025 года команда начала работу над нашим проектом и сдала его в ноябре», — поделился историей создания экспоната заведующий НОЦ «Эволюция Земли» Александр Игольников.
Для каждого кристалла и каждого минерала характерен свой уникальный рисунок расположения частиц. Атомы в реальности, конечно, не имеют шарообразной формы и могут отличаться друг от друга, однако в данном экспонате они представлены для наглядности в виде шариков. Процесс можно повторять бесконечное число раз, и каждый раз шарики размещаются строго определенным образом, что соответствует расположению атомов в кристаллической решетке.
«В ходе работы над экспонатом возникали определенные трудности. Шарики, которые должны были пересыпаться в полуоктаэдр, оказались слишком тяжелыми, поэтому конструкцию пришлось дополнительно укреплять. Позже выяснилось, что при переворачивании наших “песочных часов” шарики закупоривают проход. Для решения этой проблемы добавили моторчики, которые перемешивают шарики и не дают им застревать. На самом деле в природе происходит ровно то же самое. Если раствор не перемешивать, в какой-то момент вещество, способное поступать к растущему кристаллу, исчерпывается и рост останавливается. Простой пример — сахар в чае: если его не размешивать, он не растворится полностью. Точно такие же процессы происходят и в минералообразующих средах», — рассказала Ольга Хохрякова.
Новый экспонат расположен в зале № 2 «Состав Земли и глубинные процессы» НОЦ «Эволюция Земли» и дополняет витрину, на которой показано устройство кристаллических решеток в разных минералах. Любой желающий может увидеть новинку своими глазами, записавшись на экскурсию по телефону +7 383 363-42-25.
Экспонат разработан и изготовлен при поддержке программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» (нацпроект «Молодежь и дети»).
