"Cela aurait été mieux sans le prix Nobel." Le physicien Mikhail Katsnelson à propos des découvertes

J'ai fait une réserve à l'avance : ce qu'il fait est compris par à peine quelques centaines de personnes dans le monde. En notre nom, nous ajoutons qu'il est également un véritable chevalier de l'Ordre du Lion des Pays-Bas. Et le gagnant du prix Lénine Komsomol. Eh bien, que pensez-vous que fait Mikhail Katsnelson ? Eh bien, le graphène bien sûr !

Mikhail Katsnelson est physicien, il vient de Magnitogorsk, où il a étudié à l'école. Et à Tcheliabinsk, nous nous sommes croisés lors de la cérémonie de remise des prix Bright Past (rappelons qu'il est décerné à nos célèbres compatriotes qui travaillent dans un pays étranger).

Donc, discuter de graphène au niveau philistin avec un professeur, bien sûr, n'est pas notre affaire. Pour ceux qui ne sont pas au courant, le graphène est, pour ainsi dire, un matériau bidimensionnel. Le carbone devient du graphène lorsqu'il est "enduit" d'une couche d'une épaisseur d'exactement un atome. Et puis le matériau présente de nombreuses propriétés étonnantes qui ne sont pas du tout caractéristiques du carbone. Il est prévu de produire des composants électroniques subminiatures à partir de graphène. Ça y est, vous ne reverrez plus jamais le mot graphène dans cette interview !

Et nous avons parlé des activités de Katsnelson, le vulgarisateur de la science. En co-écriture avec Valentin Irkhin, notre interlocuteur a écrit un livre étonnamment différent d'un manuel de physique : « Statuts du ciel. 16 chapitres sur la science et la foi. Dans les "Statuts", les physiciens du "niveau supérieur", pour ainsi dire, tentent de concilier l'appareil conceptuel des religions et des sciences naturelles. Qu'est-ce qu'un « miracle » du point de vue d'un scientifique-observateur ? Les lois de la nature et les lois religieuses ne se contredisent-elles pas ? L'Evangile nie-t-il le processus évolutif ? Le livre est dans le domaine public, vous pouvez d'abord parcourir vos yeux.

Mikhail Iosifovich, dites-moi, comment avez-vous trouvé le temps dans votre emploi du temps pour écrire un livre qui ne rapportera probablement pas de dividendes, d'avantages matériels? Ou apporter?

Non, bien sûr... L'histoire est comme ça. C'était en 2000 ou 2001, quand j'étais à Ekaterinbourg. En 1998, mon professeur, une personne très importante pour moi, l'académicien Sergei Vasilievich Valtsovsky, est décédé, et après lui le manuscrit du livre «Image scientifique naturelle moderne du monde», une sorte de manuel de sciences naturelles pour les sciences humaines, resté. Des proches de Sergei Vasilyevich se sont tournés vers moi et mon collègue Valentin Irkhin avec une demande de terminer le livre, la section sur la relation entre les sciences naturelles et la religion, l'art y est resté inachevé ... Bien sûr, j'ai été terriblement surpris, car j'ai considéré et me considère toujours comme une personne très peu éduquée en sciences humaines. Mais Valya Irkhin m'a convaincu : essayons.

Nous avons parcouru une quantité insensée de livres, terminé un chapitre, et pendant que nous le faisions, nous nous sommes impliqués et avons décidé d'écrire un livre entier.

Maintenant, je n'aurais plus le temps ! Ce n'est pas que je n'ai pas touché de dividendes, mais nos collègues se méfiaient de nos activités, ce n'était pas très encouragé. Puis, au début des années 2000, il était difficile de faire de la science en Russie, puis j'ai pensé que puisque je ne pouvais pas faire un travail scientifique au bon niveau, alors je serais engagé dans la vulgarisation et l'enseignement. Maintenant, je ne peux pas écrire quelque chose comme ça, je n'ai pas le temps, mais je le faisais avec beaucoup d'enthousiasme.

Les Statuts du Ciel cite tant de sources différentes, de la Bible et d'autres textes religieux à la science-fiction moderne, Ursula Le Guin, par exemple. Êtes-vous responsable de la fantaisie?

Valya Irkhin est une spécialiste tout à fait unique. Il est physicien de profession, mais il connaît bien les textes canoniques de diverses religions. Vous pouvez toujours obtenir des conseils de lui sur toute traduction de la Bible dans n'importe quelle langue de n'importe quelle époque. Il a également étudié des textes indiens, et une variété de ... ici, il préparait une sélection de citations de textes canoniques. Et la science-fiction, les chansons de Vysotsky, etc. - je l'ai préparée. C'est ainsi que le texte a été écrit ensemble, j'ai écrit plus purement littéraire.

Vous avez reçu des critiques sur le livre : « Que se permettent ces physiciens ?! Comment peuvent-ils juger de telles choses ? Peut-être que des fous t'ont écrit ?

Non, les fous n'écrivaient pas. Mais d'autres physiciens ont réagi avec une grande méfiance. Je n'ai pas entendu de commentaires sérieux de la part des humanistes, mais certains ont regardé attentivement nos écrits même, peut-être, plus en détail qu'ils ne le méritaient. En particulier, le professeur Miroshnikov (note de l'éditeur Yuri Ivanovich Miroshnikov - à l'époque chef du département de philosophie de l'Institut de philosophie et de droit de la branche de l'Oural de l'Académie des sciences de Russie) a rédigé deux critiques approfondies et nous a invités à participer aux collections d'ouvrages scientifiques de son département. Et j'ai même lu quelques conférences pour des étudiants diplômés sur la philosophie des sciences. Et au contraire, il a semblé à quelqu'un que tout était léger, mais les gens sont délicats, ces critiques ne me sont pas parvenues.

Mon regard s'est arrêté sur le chapitre "Miracle". Je comprends ce que vous, en tant que scientifique, entendez par ce mot : des événements très improbables. Croyez-vous aux vrais miracles ?

La question difficile est de savoir comment se rapporter aux miracles. Sept milliards de personnes vivent sur Terre, chaque jour il y a des dizaines et des centaines d'événements. Est-ce un miracle que pendant la pluie une seule goutte tombe exactement sur la tête d'un clou qui dépasse de la clôture ? Eh bien, il y a beaucoup de gouttes, certaines vont certainement frapper! Vous pouvez aller plus loin. En particulier, le célèbre psychologue Jung a développé le concept de synchronicité, par opposition à la causalité. La grande majorité de mes collègues se sentent mal à propos de telles idées, car les miracles ne correspondent pas à l'image moderne du monde. Pour un physicien, cela n'a aucun sens, je ne sais pas quoi en faire. Mais en tant que personne… de nombreux événements peuvent être interprétés comme des miracles. Est-ce nécessaire?

Qu'est-ce qui vous a le plus impressionné dans le monde de la science, de l'ingénierie, de la technologie en 2017 ?

Il y a une telle anecdote que le Chukchi n'est pas un lecteur, le Chukchi est un écrivain ! Je suis en ce sens absorbé par mon propre travail, donc je suis partial ici. Il y a des goûts, des sujets de prédilection... Difficile de regarder de manière impartiale. Mais surtout, j'ai eu plusieurs visites, plusieurs conversations, après quoi j'ai reconsidéré mon attitude envers les ordinateurs quantiques. Maintenant, il me semble qu'il y a quelque chose de sérieux derrière tout cela.

Noter. Ed : Un ordinateur quantique est un dispositif hypothétique qui utilise une logique de calcul fondamentalement différente, différente des ordinateurs modernes, basée sur les postulats de la physique quantique. Il effectuera (théoriquement) certaines tâches des milliards de fois plus rapidement que les supercalculateurs actuels.

Qu'est-ce que le titre de chevalier hollandais oblige ? Ou peut-être y a-t-il des avantages, eh bien, pouvez-vous éviter les files d'attente dans un magasin ou une pharmacie ?

Non, il n'y a aucun avantage ! Mais lors d'occasions solennelles, il est nécessaire de porter une barrette de commande. Je prends peut-être la chevalerie trop au sérieux. Je suis un physicien russe, un citoyen russe, mais en même temps je suis membre de l'Académie européenne, voici l'insigne. Et à ce titre, je crois que c'est un devoir que j'assume : contribuer à l'amélioration des relations entre la Russie et l'Europe, notamment dans le domaine de la coopération scientifique. Bien que je ne sois ni diplomate, ni homme politique, au mieux de mes capacités. Parfois des journaux hollandais m'interviewent, c'est bien : ici, un physicien russe, on peut parler avec lui de ceci et de cela.

Que répondez-vous quand on vous demande pourquoi vous ne vivez pas en Russie ?

Vous voyez, malheureusement, je ne peux pas travailler au bon niveau dans mon pays natal. Je visite constamment la Russie, je travaille avec l'Université fédérale de l'Oural, et pas sur papier, mais vraiment, nous y travaillons. En tant que physicien, j'ai prospéré aux Pays-Bas. Bien sûr, c'est dommage, mais le travail me permet de continuer. Qu'est-ce que j'y ferai quand je prendrai ma retraite ? Je ne sais pas encore.

Directeur Artistique Adjoint, Producteur

Après avoir obtenu son diplôme de l'Institut Gnessin en 1976, il est entré dans l'un des meilleurs orchestres du monde - le Grand Orchestre symphonique de la radio et de la télévision d'État de l'URSS, plus tard BSO. P.I. Tchaïkovski, dirigée par l'excellent chef d'orchestre russe Vladimir Fedoseev pendant 40 ans.

Pendant 15 ans de travail au BSO, il a rencontré des musiciens et des journalistes célèbres, ce qui l'a aidé dans son travail ultérieur en tant que producteur, qu'il fait depuis 25 ans.

Un autre violoniste...

A travaillé avec V. I. Fedoseev pendant près de 20 ans en tant que violoniste, réalisateur, producteur

Rudolf Barshai, après une longue absence, dirigé en Russie, le producteur était M. Katsnelson.

De 1991 à 1994, il travaille au sein de l'Orchestre National de Russie - le premier orchestre privé russe - sous la direction de Mikhail Pletnev, qui fait une brillante carrière de pianiste et de chef d'orchestre.

Seuls les meilleurs solistes ont joué avec l'Orchestre Pletnev (Mikhail Pletnev et Viktor Tretyakov)

À gauche M. Katsnelson avec sa femme Elena, à droite le journaliste, présentateur de télévision S. Nikolaevich avec le premier producteur de RNO T. Sukhacheva, au centre se trouve un jeune chef d'orchestre américain

Dans cet orchestre, M. Katsnelson a cessé d'être violoniste et est devenu le directeur de ce groupe. L'orchestre vient d'être créé, ses relations avec le monde artistique et journalistique sont recherchées et ses activités administratives et de production commencent. Travailler dans un orchestre privé m'a appris à coopérer avec des sponsors et des investisseurs. C'est chez RNO qu'il a acquis une expérience inestimable en travaillant avec des banques et de grandes entreprises désireuses d'investir dans des projets créatifs.

Maintenant dans les mains n'est pas un violon, mais des documents

Avec le violoniste autrichien Yulian Rakhlin au festival Violinist for All Seasons

Avec Yury Bashmet dans la salle artistique de la Grande Salle du Conservatoire après la création du concerto pour alto, violoncelle et orchestre de chambre d'Alexei Rybnikov

Avec Nikolaï Petrov. Lors de son festival "Kremlin Musical" était le directeur
Zuben Metta avec sa femme, rencontre à l'aéroport Sheremetyevo
Ekaterina Mechetina est la première interprète d'œuvres d'A. Rybnikov : Concerto Grosso No. 1,2 et Sonates pour piano No. une

Cette expérience l'a aidé lorsqu'il a travaillé pendant plusieurs années avec Boris Belenky sur le projet Crystal Turandot, Alexander Krauter à l'agence artistique Krauterkontsert, et Nikolai Petrov, Artiste du peuple de l'URSS, au festival international Musical du Kremlin. Dans ces projets, il a réussi à attirer non seulement des finances, mais aussi des designers, des administrateurs, de nombreux musiciens et artistes avec lesquels il avait collaboré auparavant.

En 2004, Katsnelson crée l'agence artistique Concert City et mène plusieurs grands projets, dont le festival international dédié au 80e anniversaire de l'exceptionnel violoniste Yulian Sitkovetsky « Violinist for All Seasons », auquel sont invitées des stars mondiales : Yulian Rakhlin (violon, Autriche), Jeannine Jensen (violon, Pays-Bas), Alena Baeva (violon, Russie), Liana Isakadze (violon, Géorgie), Alexander Rudin (violoncelle, Russie), Bella Davidovich (piano, USA), Dmitry Sitkovetsky (direction, violon, ROYAUME-UNI).

À l'agence Crowtherconcert, il a eu l'occasion de rencontrer et de collaborer avec des personnalités telles que James Levine, directeur artistique du Metropolitan Opera, Zuben Metta - chef d'orchestre de l'Orchestre philharmonique d'Israël, Kathleen Battle - brillante soprano du Metropolitan Opera, Evgeny Kisin - pianiste du monde et bien sûr collabore avec le festival Chereshnevy Les et son fondateur Mikhail Kusnirovich, qui a créé le projet artistique le plus créatif de Moscou.

Au festival Cherry Forest, sa collaboration avec Alexei Rybnikov a commencé. La première de la Symphonie No. 5 "Resurrection of the Dead" sous la direction du chef d'orchestre Teodor Currentzis, plus tard, il a été possible de sortir un disque à la société Melodiya avec un enregistrement vidéo de ce concert. Et un concert dans la salle. Tchaïkovski et le DVD ont été un succès auprès du public et de la critique, et il a reçu une offre d'Alexei Rybnikov pour commencer à travailler sur ses projets symphoniques en tant que producteur. Ces dernières années, plusieurs concerts importants, enregistrements audio et vidéo avec la musique d'Alexei Rybnikov ont eu lieu dans les meilleures salles de Moscou et avec les meilleurs chefs d'orchestre et solistes: chefs d'orchestre Valery Gergiev, Vladimir Fedoseev, Alexander Sladkovsky, Mark Gorenstein, solistes - Yuri Bashmet, Alexander Knyazev, Alena Baeva, Ekaterina Mechetina, Boris Andrianov et bien d'autres.

Kathleen Battle - vedette du Metropolitan Opera

Avec Evgeny Kissin après un concert triomphal

Avec Maya Plisetskaya au festival d'autoportraits de R. Shchedrin dédié au 70e anniversaire du compositeur

Depuis 2008, il a commencé à travailler avec le Théâtre Alexei Rybnikov et au fil des ans, il a réussi à organiser des tournées du théâtre en Israël, dans les États baltes, en Finlande, aux États-Unis et au Canada, pour organiser plusieurs concerts de l'auteur de Rybnikov avec de la musique pour le théâtre et le cinéma ( chef d'orchestre Sergey Skripka), ainsi que deux concerts anniversaires dans la Grande Salle du Conservatoire de Moscou avec la participation de l'Orchestre symphonique académique d'État. Svetlanov et l'Orchestre Symphonique de Moscou "Orchestre Philharmonique de Russie".

Avec le chef d'orchestre et pianiste autrichien Justus Franz et le violoncelliste Alexander Knyazev, premier interprète du Concerto de Rybnikov

Avec Vladimir Spivakov au Cherry Wood Festival

Avec Mstislav Rostropovitch et le timbalier Valery Polivanov au Festival de l'autoportrait dédié au 70e anniversaire de R. Shchedrin

Grâce à un contact de longue date avec la compagnie Melodiya, M. Katsnelson a réussi à sortir plusieurs disques avec les compositions de Rybnikov : Concerto Grosso No. 1 "Blue Bird" et Concerto Grosso No. 2 Sphinx du Nord, Symphonie No. 5 "Resurrection of the Dead", concerto pour violoncelle (soliste - Alexander Knyazev, chef d'orchestre - Alexander Sladkovsky), une anthologie de musique pour piano de compositeurs soviétiques, ainsi que des remakes de deux célèbres opéras rock "Juno and Avos" et "The Star and Mort de Joaquin Murieta » sur disques vinyles.

Avec Alexander Sladkovsky, qui a fait une brillante carrière de chef d'orchestre et de directeur artistique

Avec la pianiste Irina Schnittke lors d'un concert d'Evgeny Kissin

Avec Zoya Boguslavskaya lors de la remise du Prix Triomphe à Alexei Rybnikov

Depuis 2017, M.N. Katsnelson est membre du conseil d'administration de la Société des auteurs russes (président - Krichevsky Andrey Borisovich).

1976-1991 - Le Grand Orchestre Symphonique de la Société Nationale de Radiodiffusion et de Télévision, plus tard BSO im. P.I. Tchaïkovski (directeur artistique, Artiste du peuple de l'URSS - Vladimir Fedoseev) - artiste de l'orchestre

1991-1994 - Orchestre national de Russie (directeur artistique, Artiste du peuple de la Fédération de Russie - Mikhail Pletnev) - artiste d'orchestre, directeur

1994-1996 - "Muses de la liberté" - "Crystal Turandot" (prix de théâtre, directeur artistique - Boris Belenky) - directeur exécutif

1994-1999 - BSO im. Tchaïkovski (directeur artistique, Artiste du peuple de l'URSS - Vladimir Fedoseev) - réalisateur

1999-2001 - Orchestre symphonique d'État "Jeune Russie" (directeur artistique, Artiste du peuple de la Fédération de Russie - Mark Gorenstein) - directeur

2002-2004 - Krauterconcert (Directeur général - Alexander Krauter) - producteur

2004-2006 - Musical Kremlin - Festival international (Directeur artistique, Artiste du peuple de l'URSS - Nikolai Petrov) - Directeur

2006 à aujourd'hui Atelier sous la direction d'Alexey Rybnikov, Théâtre Alexey Rybnikov - Directeur artistique adjoint, Producteur

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A reçu un natif de Russie Mikhail Katsnelson. Le rapport indique que Katznelson a reçu le prix pour "l'utilisation des idées de la physique des particules dans l'étude du graphène". Quelles étaient exactement ces idées et comment elles ont été utilisées, a déclaré Mikhail Katsnelson lui-même à Lente.ru.

Lenta.ru : Cette année, vous avez reçu le prix Spinoza. Comme il ressort du message officiel, pour les travaux sur le graphène. Dites-nous en plus sur eux.

Tout d'abord, je dirai qu'avant le début de toute cette activité en 2004, j'étais très loin du graphène. Plus précisément, j'étais engagé dans le magnétisme, la physique des systèmes fortement corrélés (tout type de supraconductivité). Pas de nanotubes, effet Hall quantique et autres sections caractéristiques d'un spécialiste du graphène. Cependant, en 2004, je suis ici à Nimègue ( A cette époque, Mikhail Katsnelson vivait déjà aux Pays-Bas - env. "Tapes.ru"), a rencontré Andrey Geim et Kostia Novoselov. Kostya était un étudiant diplômé ici, juste en train de défendre sa thèse, et Andrei était présent en tant que co-superviseur du travail. Je voulais lui parler de la thèse de Kostya - c'était sur le magnétisme, un sujet qui m'était proche à l'époque. Andrei m'a presque immédiatement dit qu'ils ne traitaient plus de ce sujet et a commencé à poser des questions liées au graphène - à propos des électrons de Dirac dans un champ magnétique. D'une manière ou d'une autre, mot pour mot, j'étais impliqué dans cette activité.

Au début, je dois avouer que je ne prenais pas ça très au sérieux. Et puis il s'est avéré que je fais ça depuis huit ans - maintenant l'activité du graphène représente 70% de tout mon travail. Peut-être que le fait que je vienne d'un autre domaine a joué en mon pouvoir, a permis d'examiner de nombreuses questions sous un angle légèrement différent de celui des personnes ayant, pour ainsi dire, le bon bagage. A cette époque, on savait que les porteurs de courant dans le graphène sont (terminologie) des fermions de Dirac sans masse. D'une manière simple, ils ressemblent à des particules qui sont accélérées à des vitesses de l'ordre de la vitesse de la lumière. C'est-à-dire que ces mêmes fermions sont décrits par des équations similaires aux équations de telles particules relativistes dans les accélérateurs, à la seule différence que le rôle de la vitesse de la lumière est joué par une valeur 300 fois inférieure à cette vitesse. C'est, si vous voulez, un modèle de l'Univers, dans lequel les constantes du monde sont différentes et les lois de la physique, en général, sont les mêmes.

Le prix Spinoza, du nom du philosophe néerlandais Benedict Spinoza, a été organisé par l'Organisation néerlandaise pour la recherche scientifique fondamentale (NWO) en 1995. Il s'agit de la plus haute distinction scientifique des Pays-Bas. Il est décerné à des scientifiques néerlandais qui sont des leaders scientifiques. Il n'y a pas de liste claire des domaines scientifiques examinés par la commission - la décision sur le prix est prise pour chaque scientifique nommé séparément. Les gagnants reçoivent une statue en bronze de Spinoza et partagent également 2,5 millions d'euros, qu'ils peuvent dépenser pour de nouvelles recherches scientifiques.

Il s'est avéré qu'une telle vision du côté de la mécanique quantique relativiste (la théorie des objets quantiques, qui obéit également à la théorie de la relativité) s'est avérée très fructueuse. Apparemment, notre travail le plus célèbre sur la théorie du graphène est ce que nous avons appelé l'effet tunnel de Klein (), et, autant que je sache, il a été particulièrement noté dans le prix.

C'est de cela qu'elle parle. En mécanique quantique, il existe un tel phénomène - l'effet tunnel. Il est très important car il détermine de nombreux phénomènes utiles : certains types de désintégration nucléaire, la radioactivité, les effets dans l'électronique des semi-conducteurs. L'essence du phénomène est la suivante : les particules quantiques, contrairement aux particules classiques, peuvent traverser des barrières de potentiel avec une certaine probabilité. Autrement dit, si vous mettez un mur, la particule peut s'infiltrer à travers. Il y a une subtilité ici : on pense que la mécanique quantique fonctionne pour tout ce qui est petit, et la mécanique classique pour tout ce qui est grand, donc lorsque la barrière devient haute et large, alors la mécanique quantique devrait coïncider avec le classique. Cela signifie qu'il n'y aura pas de tunnel. Mais pour les particules ultrarelativistes, pour toutes sortes de raisons très profondes et intéressantes, la situation est différente : elles traversent la barrière, quelle que soit sa hauteur et sa largeur. C'est une propriété très générale et très intéressante, que nous avons appelée effet tunnel de Klein, car elle est en quelque sorte liée au soi-disant paradoxe de Klein en mécanique quantique (je ne vais certainement pas l'expliquer maintenant). Au fil du temps, il s'est avéré que c'est une chose très importante. Trois ans plus tard, cet effet a été confirmé expérimentalement. J'étais, bien sûr, fou de joie : c'est la plus grande joie pour un théoricien - prédire correctement quelque chose. Ce n'est pas souvent que ça réussit.

Et qui a confirmé ?

Le premier était le groupe de Philip Kim à l'Université de Columbia à New York (c'étaient d'ailleurs les principaux concurrents d'Andrey et Kostya en matière de graphène). Maintenant, cela a probablement déjà été confirmé dans des dizaines d'œuvres. Mais le charme principal de ce travail est qu'il a expliqué pourquoi le graphène est intéressant en principe.

Le fait est que dans le graphène, comme dans les semi-conducteurs, il y a des trous et il y a des électrons. Dans ce cas, le matériau est facile à passer d'une conductivité à une autre - par exemple, pour passer de la conductivité des trous (lorsque les principaux porteurs de charge sont des trous chargés positivement) à l'électronique et vice versa. Pour ce faire, il suffit, disons, d'appliquer une tension électrique externe, appelée en anglais gate voltage, à une feuille de graphène. Dans le même temps, dans des conditions normales, le graphène contient toujours des inhomogénéités internes, c'est-à-dire qu'il existe des régions à conductivité électronique et des régions à conductivité des trous - de tels pools d'électrons et de trous (). Pourquoi cela se produit-il ? Cela est dû, par exemple, au fait que le graphène est bidimensionnel et que tout système bidimensionnel subit de fortes fluctuations à toute température finie. Donc, s'il n'y avait pas de tunnel de Klein, qui permet aux électrons de traverser les régions de trous et vice versa, alors tous les électrons du graphène se trouveraient dans ces pools et le graphène lui-même ne serait pas un matériau conducteur.

Autre fait important: dans presque tous les autres matériaux semi-conducteurs, vous ne pouvez pas passer de la conduction électronique à la conduction des trous en continu, vous passez nécessairement par la région de l'isolant, lorsque le matériau cesse de conduire du tout. Dans le graphène, cependant, il n'y a pas une telle région - c'est aussi une conséquence de divers types d'effets relativistes décrits dans mon travail sur la conductivité minimale quantique du graphène.

Quoi qu'il en soit, mais tout cela suggère que l'électronique au graphène ne peut pas être construite comme un analogue de l'électronique au silicium ou au germanium. Dans les transistors les plus simples, en appliquant une tension à la région centrale (par exemple, électronique), vous pouvez la verrouiller ou la déverrouiller. En raison de l'effet tunnel de Klein, vous ne pouvez jamais enfermer un transistor ordinaire dans du graphène. C'est-à-dire que le transistor au graphène doit être agencé d'une manière complètement différente.

Avec mes amis de Manchester, j'ai participé à certains des travaux fondamentaux dans ce domaine - comment fabriquer correctement un transistor au graphène. Le mieux que nous puissions offrir est la soi-disant géométrie verticale. Avec un tel schéma, le courant ne circule pas à travers la feuille de graphène, mais d'une feuille à l'autre ( et ).

Je dois dire que tous les autres mots que j'ai prononcés - l'existence d'une conductivité quantique minimale, de trous et de pools d'électrons - sont également liés à certains de mes travaux. Autrement dit, de mon point de vue, j'ai réussi à participer de manière significative à la formation de la langue pour ce nouveau domaine, que, en général, tout le monde utilise maintenant. Et je suis heureux que la communauté scientifique ait trouvé ces travaux importants.

Quel est l'état actuel de toute cette science ? Vous dites qu'au cours des dernières années, vous y avez participé activement.

Condition excellente. Le graphène n'est qu'un conte de fées pour plusieurs raisons. Eh bien, tout d'abord, les gens sont bons ( des rires).

Et, deuxièmement, un merveilleux équilibre entre théorie et expérience, une véritable coopération à part entière. Autrement dit, dès qu'un effet est prédit, il est immédiatement vérifié. Ou, disons, une expérience est en cours - et immédiatement les théoriciens reprennent l'explication des informations reçues. On peut dire que toute cette activité autour du graphène n'est que de la physique exemplaire. Si, par exemple, nous le comparons à un autre domaine de la mode actuelle, où, en général, de nombreuses personnes s'éloignent même progressivement du graphène - avec les soi-disant isolants topologiques - alors un tel équilibre, à mon avis, n'a pas encore été atteint. Là, grosso modo, il y a cent (ou mille) théoriciens par expérimentateur. La fantaisie fonctionne pour tout le monde, mais il n'y a pas assez d'expériences pour amener les théoriciens sur Terre.

Et pourtant, le graphène est un système assez simple, pas comme les mêmes supraconducteurs à haute température. Il y a tellement de choses entassées là-bas : leurs formules chimiques sont assez complexes, et la structure cristalline est complexe - un million de toutes sortes de facteurs. Par conséquent, il n'y a pas de percées spéciales, en général. Maintenant - combien ? - Ça fait 25 ans qu'on bricole, mais on ne peut pas dire qu'on y ait compris quelque chose d'important, qu'on ait résolu le problème. Et dans le graphène, puisque les gens sont bons, parce que les théoriciens interagissent remarquablement avec les expérimentateurs, et puisque le système est encore relativement simple, les progrès sont colossaux. À l'heure actuelle, au niveau de la théorie de la particule unique du graphène (le modèle le plus simple dans lequel l'interaction des porteurs de charge entre eux n'est pas prise en compte), presque tout a déjà été fait : un langage a été développé, et le principal effets ont été découverts. Je me suis même un peu ennuyé, je l'avoue, et j'ai pensé à déménager dans un autre domaine. Mais encore une fois, du fait que les progrès colossaux de la technique de l'expérience, la qualité des échantillons est déjà devenue si élevée qu'il est devenu possible de supprimer toutes ces flaques dont j'ai parlé et qui empêchent tout effet subtil d'être observé, pour s'approcher très près du soi-disant point de Dirac, au cas le plus intéressant, et des effets à plusieurs particules ont commencé à être observés expérimentalement - effets qui sont essentiellement liés précisément à l'interaction des électrons les uns avec les autres. Et c'est comme si un nouveau monde s'ouvrait à nouveau. Autrement dit, l'avenir de la théorie du graphène réside précisément dans de tels effets à plusieurs particules - il y a maintenant beaucoup de tâches intéressantes ici.

Vous avez mentionné le point Dirac. Dites-nous en plus sur elle.

J'espère que vos lecteurs se souviendront de l'école que l'un des points de départ de la mécanique quantique était la théorie de l'atome de Niels Bohr. L'une des principales dispositions de cette théorie stipulait que les électrons d'un atome ne peuvent avoir aucune énergie, mais seulement certains niveaux d'énergie discrets. Maintenant, cela a déjà été testé à plusieurs reprises dans la pratique - par exemple, dans des systèmes isolés (ils peuvent même être appelés "atomes artificiels"), connus sous le nom de points quantiques, le spectre d'énergie est discret (c'est-à-dire qu'il se compose de valeurs individuelles).

Si on passe aux solides, alors le spectre est plus compliqué. Dans les semi-conducteurs conventionnels, nous sommes confrontés à cette situation : certaines bandes d'énergie sont complètement remplies, et d'autres sont complètement vides. Si nous avons une bande partiellement remplie de ces énergies permises, c'est un métal, un conducteur. Si certaines bandes sont complètement remplies et d'autres sont vides, il s'agit d'un semi-conducteur ou d'un isolant. Le graphène est assez unique car dans son état fondamental, il a également une bande complètement remplie et une bande complètement vide, mais il n'y a pas d'espace entre elles. Et si vous regardez à quoi tout cela ressemble, dessinez une image du fonctionnement de ce centre d'énergie, alors cette bande remplie peut être représentée comme une sorte de cône, sur lequel le même cône se dresse au sommet. L'endroit le plus intéressant du spectre électronique est ce sommet de cône. Eh bien, si, comme nous le savons en physique des semi-conducteurs, en physique des métaux, nous essayons de construire une sorte de modèle - nous, physiciens, nous disons hamiltonien - qui décrit une telle situation, alors ce sera très similaire à l'hamiltonien de Dirac du relativisme. mécanique quantique.

Ce point est appelé le point de Dirac. Si le graphène n'est pas dopé (c'est-à-dire que nous ne fourrons ni électrons ni trous dans le graphène), alors à ce stade, il y a la physique la plus intéressante.

Des effets électroniques très intéressants apparaissent à ce stade. L'un des fondements de notre compréhension des solides et de l'état condensé en général (solides et liquides) est la théorie du liquide de Fermi développée par le grand physicien soviétique Lev Landau. En gros, cette théorie dit que l'ajout de la théorie de l'interaction électronique à un électron aux équations ne conduit à aucun nouvel effet qualitatif, c'est-à-dire qu'elle n'est pas très importante - certains paramètres du modèle changent simplement. Dites, au lieu d'une valeur de la masse, le moment magnétique, vous devez en considérer d'autres, et c'est tout. C'est pourquoi le modèle avec des électrons sans interaction donne généralement une si bonne approximation.

Donc, apparemment, le graphène près du point de Dirac est une exception, c'est-à-dire que la théorie Landau Fermi-liquide ne fonctionne pas là-bas. Et cela, en général, était connu depuis longtemps comme une construction théorique, proposée bien avant la découverte du graphène par mon ami et co-auteur Paco Ginea et d'autres théoriciens en Espagne. Tout cela a récemment été confirmé expérimentalement. Et maintenant, il me semble, les principaux efforts des théoriciens travaillant dans le domaine du graphène devraient se concentrer sur la compréhension de cet état non liquide de Fermi, sur la compréhension du type d'effets de l'interaction interélectronique qui peut être attendu. C'est un domaine tellement nouveau et frais, extrêmement attrayant pour travailler.

Quel est le calcul là-bas ? Y a-t-il quelque chose d'intéressant non seulement pour les physiciens ?

La théorie à un électron est l'équation de Dirac, d'un point de vue formel, des équations aux dérivées partielles linéaires. C'est beau les maths. Même les mathématiciens l'admettent - là, récemment, nos gars (de notre groupe) sont revenus de Saint-Pétersbourg d'une grande conférence sur les mathématiques Days on Diffraction - 2013. Par exemple, pour construire une théorie mathématique sérieuse, et pas seulement purement qualitative, de l'effet tunnel de Klein, vous devez utiliser des mathématiques très belles et élégantes - l'approximation dite semi-classique, mais beaucoup plus subtile que dans le cas de quantum ordinaire mécanique. Juste pour tenir compte de ce tunnel de Klein.

Et si nous parlons d'effets à plusieurs particules dans le graphène, alors nous passons à un niveau complètement différent, où il est déjà nécessaire d'utiliser des méthodes complexes de particules quantiques et de théorie des champs, par exemple, les mêmes méthodes que les gens de la théorie de particules élémentaires utilisent pour comprendre, dire pourquoi il n'y a pas de quarks libres. Et, encore une fois, je suis impliqué dans certains de ces travaux, je collabore avec un groupe théorique à l'ITEP à Moscou, où nous essayons d'appliquer ces méthodes de théorie des particules élémentaires à l'étude des effets à plusieurs particules dans le graphène. C'est-à-dire là, en général, des mathématiques pour tous les goûts, allant de la physique mathématique classique du XIXe siècle, à l'étude des équations aux dérivées partielles, et se terminant par les mathématiques sophistiquées modernes et les méthodes numériques utilisées dans la physique dite fondamentale . En général, déjà dans nos premiers travaux avec Andrei et Kostya, il y avait un lien avec les mathématiques modernes, la même géométrie et topologie. Eh bien, bien sûr, pas seulement aujourd'hui, mais celui d'il y a 50 ans. Le théorème d'Atiyah-Singer, par exemple. Et ce n'est déjà pas mal - en physique du solide, par exemple, les mathématiques d'il y a 150 ans suffisent généralement.

Quelques questions à part. Il est bien connu que vous êtes un croyant - un chrétien orthodoxe. Cela n'interfère-t-il pas avec votre communication avec vos collègues étrangers ? Ils disent qu'il y a beaucoup d'athées parmi les physiciens modernes.

Je peux dire que cela ne me pose absolument aucun problème pour communiquer avec des collègues, du moins en Occident. Je pense que tout le monde le sait, et je ne le cache pas vraiment. Je dirais même que l'attitude typique est telle, bienveillante et désintéressée. La plupart, je pense, c'est juste un tambour, parce qu'un scientifique doit être jugé par son travail scientifique. Si vous pouvez me parler d'une science intéressante, alors ils me parleront d'une science intéressante. Ce sont des sujets d'un genre qu'il n'est généralement pas particulièrement habituel de sortir en public. Vous en discutez avec des amis proches, etc. J'ai des amis proches qui sont physiciens, et eux-mêmes peuvent avoir d'autres opinions, mais en tout cas, ils respectent et comprennent pleinement mes opinions religieuses. Lorsque j'étais en Russie, avec ma co-auteure, ma collègue Valya Irkhin, j'ai publié deux livres sur la science et la religion - "Chartes du ciel : 16 chapitres sur la science et la foi" et "Les ailes du phénix". Introduction à la mythophysique quantique" ( les deux livres sont sur lib.ru - et - env. "Tapes.ru").

C'est juste que les gens ne pensent généralement pas vraiment dans cette direction, mais en même temps, par exemple, je peux dire avec une grande fierté que Kostia Novoselov, alors qu'il n'était pas encore lauréat du prix Nobel, mais qu'il était encore un très jeune homme, m'a dit qu'il avait lu "Les Ailes du Phénix" et qu'elle lui avait fait une forte impression. Bien sûr, je ne veux pas me taper sur la poitrine et dire que c'est moi, moi, je l'ai aidé à devenir lauréat du prix Nobel, mais en tout cas, lire mes livres pseudoscientifiques ne lui a manifestement pas fait de mal. Il y a donc une attitude calme ici.

Quant à la façon dont je le combine personnellement, il me semble que la chose la plus importante à comprendre ici est qu'il ne faut pas mélanger les niveaux. Nous ne sommes pas seulement des physiciens, nous sommes, après tout, des êtres humains, nous avons différents problèmes, nous avons différents types d'expériences - à la fois l'expérience de la vie quotidienne et une sorte d'expérience spirituelle intérieure, ce qu'on appelle parfois l'expérience mystique, et l'expérience de notre travail scientifique, nous communiquons avec des femmes, nous communiquons avec des amis, nous communiquons avec des enfants, c'est-à-dire que nous vivons d'une manière multiforme, et je ne pense pas que, disons, mes opinions religieuses affectent directement ma vision scientifique travail ou vice versa, ou quelles sont mes activités littéraires. C'est juste qu'un homme a de multiples facettes, comme l'a dit Fyodor Mikhailovich Dostoevsky, "un homme large", eh bien, et tout se passe calmement. Pour être honnête, je n'ai pas de problèmes particuliers avec cela.

Que pensez-vous de l'ouverture du Département de Théologie au MEPhI ?

En principe, si vous vous souvenez de la blague sur Vovochka: j'aimerais vos problèmes, Maria Ivanovna, - et donc, mon attitude est à peu près la même. D'après ce que j'ai lu sur cette histoire, elle n'a vraiment pas été très bien faite - non pas parce qu'il s'agit de foi ou d'autre chose, mais simplement, comme on dit, je ne l'ai pas comprise moi-même, j'ai seulement lu sur Internet que le les autorités étaient là tordues ce qui a été fait contre la volonté du peuple, qu'ils n'ont pas pris en compte l'opinion et ainsi de suite. Autrement dit, la tyrannie est mauvaise. Si dans ce cas il y avait tyrannie, alors c'est mauvais. Et si, comme on dit, cela s'est fait par convention (ce n'est peut-être pas le cas du MEPhI), alors pourquoi, eh bien, il y a un département, que celui qui veut y travailler, qui ne le veuille pas, ne le fasse pas. Je ne vois absolument aucun problème à cela. Nous avons une faculté de théologie, nous avons d'ailleurs une université catholique en général. Et alors? Eh bien, catholique.

Porte-t-il le nom d'un saint ?

Saint Radbod, oui. Nous avons un monument à Saint Thomas d'Aquin devant le bâtiment administratif principal. Cela ne me dérange en rien. Je comprends que je suis croyant, que retenir de moi, mais je pense que la plupart de mes collègues sont athées et cela ne les dérange pas vraiment non plus. Tout va bien. Tout va bien. Je comprends parfaitement qu'en Russie, c'est une question terriblement douloureuse, tout simplement parce qu'elle est extrêmement politisée, premièrement. Deuxièmement, apparemment, certains membres de la génération plus âgée ont encore des souvenirs du lavage de cerveau forcé par le marxisme-léninisme à l'époque soviétique, à ce sujet, je peux dire beaucoup de choses - j'ai été, après tout, forcé d'être diplômé de l'université du marxisme- Léninisme, Département de Philosophie. J'ai un diplôme, tout ce temps perdu, ça hoquète encore.

Mais, d'un autre côté, le résultat dans mon cas a été exactement le contraire de ce qui était souhaité, non seulement je ne suis pas devenu marxiste-léniniste, je suis devenu un idéaliste, un croyant, un antimarxiste acerbe, c'est-à-dire en la place de ceux qui essaient de planter une sorte de propagande religieuse, orthodoxe, oui, même athée, peu importe, - j'y réfléchirais. Si cela est fait pour attirer les faveurs des autorités et mettre une coche quelque part pour vous-même, alors de quoi s'agit-il de discuter - eh bien, la bestialité et la bestialité.

Si quelqu'un pense sincèrement que de cette manière les gens peuvent être déplacés dans une direction souhaitable, je donnerai un merveilleux contre-exemple. Ils m'ont lavé le cerveau avec ce marxisme-léninisme, ils m'ont lavé dans l'obscurantisme, dans l'idéalisme, dans le sacerdoce, comme Vladimir Ilitch l'a exprimé là-bas. Je pense qu'une telle diligence dans l'implantation de l'orthodoxie conduira exactement aux mêmes résultats, ils produiront simplement non seulement des athées, mais des athées militants - moi, en tant qu'orthodoxe, je suis triste de penser à cette perspective. De ces deux points de vue, qu'en général toute propagande atteint toujours des objectifs directement opposés à ceux déclarés, et que la tyrannie n'est pas bonne et qu'il faut demander l'avis des gens - j'ai une attitude négative envers cette histoire. Si nous parlons simplement de la coexistence du département de théologie et du département de physique nucléaire et de tout autre au sein d'un même établissement d'enseignement, alors je travaille dans un tel établissement depuis neuf ans, je suis complètement heureux et ne vois absolument aucun problème à cette.