"Bilo bi bolje bez Nobelove nagrade." Fizičar Mikhail Katsnelson o otkrićima

Unaprijed sam rezervirao: to što on radi razumije jedva nekoliko stotina ljudi na svijetu. U svoje ime dodajemo da je i pravi vitez reda nizozemskog lava. I dobitnik nagrade Lenjinovog komsomola. Pa, što misliš, što radi Mikhail Katsnelson? Pa, naravno, grafen!

Mikhail Katsnelson je fizičar, dolazi iz Magnitogorska, gdje je studirao u školi. A u Čeljabinsku smo se raskrstili na dodjeli nagrade Bright Past (podsjećamo da se ona dodjeljuje našim slavnim sunarodnjacima koji rade u stranoj zemlji).

Dakle, raspravljati o grafenu na filistarskoj razini s profesorom, naravno, nije naša stvar. Za one koji ne znaju, grafen je, da tako kažem, dvodimenzionalni materijal. Ugljik postaje grafen kada se "namaže" slojem debljine točno jedan atom. A onda materijal pokazuje mnoga nevjerojatna svojstva koja uopće nisu karakteristična za ugljik. Planira se proizvodnja subminijaturnih elektroničkih komponenti od grafena. To je to, nikada više nećete vidjeti riječ grafen u ovom intervjuu!

I razgovarali smo o aktivnostima Katsnelsona, popularizatora znanosti. U koautorstvu s Valentinom Irkhinom, naš je sugovornik napisao knjigu začuđujuće za razliku od udžbenika fizike: “Nebeski statuti. 16 poglavlja o znanosti i vjeri. U "Statutima" fizičari "vrhunske razine", da tako kažem, pokušavaju pomiriti konceptualni aparat religije i prirodnih znanosti. Što je "čudo" sa stajališta znanstvenika-promatrača? Ne proturječe li zakoni prirode i vjerski zakoni? Poriče li Evanđelje evolucijski proces? Knjiga je u javnom vlasništvu, prvo možete proći kroz oči.

Mikhail Iosifovich, recite mi, kako ste našli vremena u svom rasporedu da napišete knjigu koja vjerojatno neće donijeti dividende, materijalnu korist? Ili donijeti?

Ne, naravno... Priča je ovakva. Bilo je to 2000. ili 2001., kada sam bio u Jekaterinburgu. Godine 1998. umro je moj učitelj, za mene vrlo važna osoba, akademik Sergej Vasiljevič Valcovski, a nakon njega rukopis knjige „Savremena prirodno-znanstvena slika svijeta“, svojevrsni udžbenik prirodnih znanosti za humanističke znanosti, preostala. Rođaci Sergeja Vasiljeviča obratili su se meni i mom kolegi Valentinu Irhinu sa zahtjevom da dovršimo knjigu, dio o odnosu prirodne znanosti i religije, umjetnosti, tamo je ostao nedovršen... Naravno, bio sam užasno iznenađen, jer sam smatrao i i dalje se smatram vrlo slabo obrazovanom osobom u humanističkim znanostima. Ali Valya Irkhin me uvjerila: pokušajmo.

Prošli smo suludu količinu knjiga, završili jedno poglavlje, ali dok smo to radili, uključili smo se i odlučili napisati cijelu knjigu.

Sad ne bih imao vremena za to! Nije da nisam dobio nikakve dividende, ali naši su kolege bili sumnjičavi prema našim aktivnostima, to se nije baš ohrabrilo. Tada, početkom 2000-ih, u Rusiji je bilo teško baviti se znanošću i tada sam mislio da ću se, budući da ne mogu raditi znanstveni rad na odgovarajućoj razini, baviti popularizacijom i podučavanjem. Sada ne mogu tako ništa napisati, nemam vremena, ali tada sam to radio s velikim entuzijazmom.

The Statutes of Heaven citira toliko različitih izvora, od Biblije i drugih vjerskih tekstova do moderne znanstvene fantastike, Ursule Le Guin, na primjer. Jeste li zaduženi za fantaziju?

Valya Irkhin je potpuno jedinstven stručnjak. Po struci je fizičar, ali dobro je upućen u kanonske tekstove raznih religija. Od njega uvijek možete dobiti savjet o bilo kojem prijevodu Biblije na bilo koji jezik bilo kojeg doba. Proučavao je i indijske tekstove, te razne ... ovdje je pripremao izbor citata iz kanonskih tekstova. I znanstvena fantastika, pjesme Vysotskog i tako dalje - pripremio sam. Ovako je tekst napisan zajedno, ja sam napisao više čisto književno.

Dobili ste recenzije na knjigu: “Što si ovi fizičari dopuštaju?! Kako mogu suditi o takvim stvarima? Možda su vam pisali ludi ljudi?

Ne, ludi ljudi nisu pisali. No kolege fizičari reagirali su s velikom sumnjom. Od humanista nisam čuo ozbiljnije komentare, ali neki su pomnije pogledali naše spise čak, možda, detaljnije nego što zaslužuju. Konkretno, profesor Mirošnikov (napomena urednika Jurij Ivanovič Mirošnikov - u to vrijeme šef Odsjeka za filozofiju Instituta za filozofiju i pravo Uralskog ogranka Ruske akademije znanosti) napisao je dvije detaljne recenzije i pozvao nas da sudjeluje u zbornicima znanstvenih radova svoga odjela. A čak sam pročitao i nekoliko predavanja za diplomske studente o filozofiji znanosti. I naprotiv, nekome se činilo da je sve lagano, ali ljudi su delikatni, ove recenzije nisu došle do mene.

Zapelo mi je za oko poglavlje "Čudo". Razumijem što vi, kao znanstvenik, mislite pod ovom riječju: vrlo malo vjerojatni događaji. Vjerujete li u prava čuda?

Teško je pitanje kako se odnositi prema čudima. Na Zemlji živi sedam milijardi ljudi, svaki dan se događaju deseci i stotine događaja. Je li čudo da za vrijeme kiše jedna kap padne točno na glavu nekog čavala koji viri iz ograde? Pa ima puno kapi, neke će sigurno pogoditi! Možete ići dublje. Konkretno, poznati psiholog Jung razvio je koncept sinkroniciteta, za razliku od uzročnosti. Velika većina mojih kolega loše se osjeća zbog takvih ideja, jer se čuda ne uklapaju u modernu sliku svijeta. Za fizičara je to besmisleno, ne znam što da radim s tim. Ali kao osoba… mnogi se događaji mogu protumačiti kao čuda. Je li potrebno?

Što vas se najviše dojmilo u svijetu znanosti, inženjerstva, tehnologije u 2017. godini?

Postoji takva anegdota da Čukči nije čitatelj, Čukči je pisac! U tom smislu sam zaokupljen svojim radom, pa sam ovdje pristran. Ima nekih ukusa, omiljenih tema... Teško je nepristrano gledati. No, posebno sam imao nekoliko posjeta, nekoliko razgovora, nakon kojih sam preispitao svoj stav prema kvantnim računalima. Sad mi se čini da iza ovoga stoji nešto ozbiljno.

Bilješka. Ed: Kvantno računalo je hipotetski uređaj koji koristi bitno drugačiju logiku izračuna, različitu od modernih računala, temeljenu na postulatima kvantne fizike. On će (teoretski) obavljati neke zadatke trilijune puta brže od trenutnih superračunala.

Što obvezuje titula nizozemskog viteza? Ili možda postoje neke pogodnosti, pa, možete li preskočiti red u trgovini ili ljekarni?

Ne, nema beneficija! Ali u svečanim prilikama potrebno je nositi traku za narudžbu. Možda viteštvo shvaćam preozbiljno. Ja sam ruski fizičar, državljanin Rusije, ali sam istovremeno i član Europske akademije, evo značke. I u tom svojstvu smatram da je dužnost koju sam preuzeo na sebe: doprinijeti poboljšanju odnosa između Rusije i Europe, posebno na području znanstvene suradnje. Iako nisam diplomat, ni političar, koliko mogu. Ponekad me nizozemske novine intervjuiraju, to je dobro: evo, ruski fizičar, možete s njim razgovarati o tome i o tome.

Što odgovarate kada vas pitaju zašto ne živite u Rusiji?

Vidite, ja nažalost ne mogu raditi na pravom nivou u svojoj domovini. Stalno posjećujem Rusiju, radim s Uralskim federalnim sveučilištem, i to ne na papiru, ali stvarno, radimo na tome. Kao fizičar, procvjet sam u Nizozemskoj. Naravno, šteta, ali posao me drži. Što ću tamo raditi kad odem u mirovinu? ne znam još.

Zamjenik umjetničkog ravnatelja, producent

Nakon što je 1976. diplomirao na Institutu Gnessin, ušao je u jedan od najboljih orkestara na svijetu - Veliki simfonijski orkestar Državne radiotelevizije SSSR-a, kasnije BSO. P. I. Čajkovskog, koju već 40 godina vodi izvanredni ruski dirigent Vladimir Fedosejev.

Tijekom 15 godina rada u BSO-u susreo se s poznatim glazbenicima i novinarima, što mu je pomoglo u daljnjem producentskom radu, kojim se bavi zadnjih 25 godina.

Još jedan violinist...

Gotovo 20 godina radio s V. I. Fedoseevim kao violinist, redatelj, producent

Rudolf Barshai, nakon dugog izbivanja, dirigirao je u Rusiji, producent je bio M. Katsnelson.

Od 1991. do 1994. radio je u Ruskom nacionalnom orkestru - prvom privatnom ruskom orkestru - pod vodstvom Mihaila Pletneva, koji je napravio briljantnu karijeru kao pijanist i dirigent.

Uz orkestar Pletnev svirali su samo najbolji solisti (Mihail Pletnev i Viktor Tretjakov)

S lijeve strane M. Katsnelson sa suprugom Elenom, desno novinar, TV voditelj S. Nikolaevich s prvim producentom RNO T. Sukhacheva, u sredini je mladi američki dirigent

U ovom orkestru M. Katsnelson prestaje biti violinist i postaje ravnatelj ove grupe. Orkestar je tek nastao, njegove veze u umjetničkom i novinarskom svijetu bile su tražene, a započela je njegova administrativna i produkcijska djelatnost. Rad u privatnom orkestru naučio me surađivati ​​sa sponzorima i investitorima. Upravo je u RNO-u stekao neprocjenjivo iskustvo u radu s bankama i velikim tvrtkama spremnim ulagati u kreativne projekte.

Sada u rukama nije violina, već dokumenti

S austrijskim violinistom Yulianom Rakhlinom na festivalu Violinist for All Seasons

S Yuryjem Bashmetom u umjetničkoj sobi Velike dvorane Konzervatorija nakon premijere koncerta za violu, violončelo i komorni orkestar Alekseja Rybnikova

S Nikolajem Petrovom. Na njegovom festivalu "Kremlin Musical" bio je redatelj
Zuben Metta sa suprugom, sastanak u zračnoj luci Šeremetjevo
Ekaterina Mechetina prva je izvođačica djela A. Rybnikova: Concerto Grosso br. 1,2 i sonate za klavir br. jedan

To mu je iskustvo pomoglo kada je nekoliko godina radio s Borisom Belenkyjem na projektu Crystal Turandot, Aleksandrom Krauterom u umjetničkoj agenciji Krauterkontsert i Nikolajem Petrovom, narodnim umjetnikom SSSR-a, na međunarodnom festivalu Musical Kremlj. U ove projekte uspio je privući ne samo financije, već i dizajnere, administratore, mnoge glazbenike i umjetnike s kojima je surađivao i prije.

Godine 2004. Katsnelson je osnovao umjetničku agenciju Concert City i održao nekoliko velikih projekata, uključujući međunarodni festival posvećen 80. obljetnici izvrsnog violinista Yuliana Sitkovetskyja "Violinist za sva godišnja doba", na koji su pozvane svjetske zvijezde: Yulian Rakhlin (violina, Austrija), Jeannine Jensen (violina, Nizozemska), Alena Baeva (violina, Rusija), Liana Isakadze (violina, Gruzija), Alexander Rudin (violončelo, Rusija), Bella Davidovich (klavir, SAD), Dmitry Sitkovetsky (dirigent, violina, UK).

U agenciji Crowtherconcert imao je priliku upoznati i surađivati ​​s takvim ličnostima kao što su James Levine, umjetnički direktor Metropolitan opere, Zuben Metta - šef dirigent Izraelske filharmonije, Kathleen Battle - briljantna sopranistica Metropolitan opere, Evgeny Kisin - svjetski pijanist i naravno surađuje s festivalom Chereshnevy Les i njegovim osnivačem Mihailom Kusnirovičem, koji je stvorio najkreativniji moskovski umjetnički projekt.

Na festivalu Cherry Forest započela je njegova suradnja s Aleksejem Rybnikovom. Premijera Simfonije br. 5 "Uskrsnuće mrtvih" pod dirigentskom palicom Teodora Currentzisa, kasnije je bilo moguće izdati disk u tvrtki Melodiya s video snimkom ovog koncerta. I koncert u dvorani. Čajkovski i DVD bili su uspješni kod javnosti i kritike, a dobio je ponudu od Alekseja Ribnikova da počne raditi na svojim simfonijskim projektima kao producent. Posljednjih godina održano je nekoliko značajnih koncerata, audio i video zapisa s glazbom Alekseja Ribnikova u najboljim dvoranama Moskve i s najboljim dirigentima i solistima: dirigentima Valerijem Gergijevim, Vladimirom Fedosejevim, Aleksandrom Sladkovskim, Markom Gorensteinom, solistima - Yuri Bashmet, Alexander Knyazev, Alena Baeva, Ekaterina Mechetina, Boris Andrianov i mnogi drugi.

Kathleen Battle - zvijezda Metropolitan opere

S Evgenyjem Kissinom nakon trijumfalnog koncerta

S Mayom Plisetskaya na festivalu Autoportret R. Shchedrina posvećenom 70. rođendanu skladatelja

Od 2008. godine počinje raditi s Kazalištem Alekseja Rybnikova i tijekom godina uspijeva organizirati gostovanja kazališta u Izraelu, Baltičkim državama, Finskoj, SAD-u i Kanadi, održati nekoliko Rybnikovih autorskih koncerata s glazbom za kazalište i kino ( dirigent Sergej Skripka), kao i dva jubilarna koncerta u Velikoj dvorani Moskovskog konzervatorija uz sudjelovanje Državnog akademskog simfonijskog orkestra. Svetlanov i Moskovski simfonijski orkestar "Ruska filharmonija".

S austrijskim dirigentom i pijanistom Justusom Franzom i violončelistom Alexanderom Knyazevim, prvim izvođačem Koncerta Rybnikov

S Vladimirom Spivakovom na Festivalu trešnjevog drveta

S Mstislavom Rostropovičem i timpanistom Valerijem Polivanovim na Festivalu autoportreta posvećenom 70. obljetnici R. Ščedrina

Zahvaljujući dugogodišnjem kontaktu s tvrtkom Melodiya, M. Katsnelson uspio je izdati nekoliko diskova s ​​Rybnikovim skladbama: Concerto Grosso br. 1 "Plava ptica" i Concerto Grosso br. 2 Sjeverna sfinga, Simfonija br. 5 "Uskrsnuće mrtvih", koncert za violončelo (solist - Aleksandar Knjažev, dirigent - Aleksandar Sladkovski), antologija klavirske glazbe sovjetskih skladatelja, kao i remake dviju poznatih rock opera "Juno i Avos" i "Zvijezda i Smrt Joaquina Muriete »na vinilnim diskovima.

S Aleksandrom Sladkovskim, koji je napravio briljantnu karijeru kao dirigent i umjetnički voditelj

S pijanisticom Irinom Schnittke na koncertu Evgenyja Kissina

Sa Zojom Boguslavskom na uručenju nagrade Triumph Alekseju Rybnikovu

Od 2017. M.N. Katsnelson je član Upravnog odbora Ruskog autorskog društva (predsjednik - Kričevski Andrej Borisovič).

1976.-1991. - Veliki simfonijski orkestar Državne televizije i radija, kasnije BSO im. P. I. Čajkovski (umjetnički voditelj, Narodni umjetnik SSSR-a - Vladimir Fedoseev) - umjetnik orkestra

1991-1994 - Ruski nacionalni orkestar (umjetnički voditelj, Narodni umjetnik Ruske Federacije - Mihail Pletnev) - umjetnik orkestra, ravnatelj

1994-1996 - "Muze slobode" - "Kristalni Turandot" (kazališna nagrada, umjetnički voditelj - Boris Belenky) - izvršni direktor

1994-1999 - BSO im. Čajkovski (umjetnički direktor, Narodni umjetnik SSSR-a - Vladimir Fedosejev) - redatelj

1999-2001 - Državni simfonijski orkestar "Mlada Rusija" (umjetnički voditelj, Narodni umjetnik Ruske Federacije - Mark Gorenstein) - ravnatelj

2002-2004 - Krauterconcert (Generalni direktor - Alexander Krauter) - producent

2004-2006 - Glazbeni Kremlj - Međunarodni festival (umjetnički direktor, Narodni umjetnik SSSR - Nikolaj Petrov) - Direktor

2006. do danas Radionica pod vodstvom Alexey Rybnikov, Kazalište Alexey Rybnikov - zamjenik umjetničkog direktora, producent

Ova e-mail adresa je zaštićena od spambota. Morate imati omogućen JavaScript za pregled.

Primio je rođeni Rus Mikhail Katsnelson. U izvješću se navodi da je Katznelson dobio nagradu za "korištenje ideja iz fizike čestica u proučavanju grafena". Koje su to točno ideje i kako su korištene, sam Mikhail Katsnelson rekao je Lente.ru.

Lenta.ru: Ove godine ste dobili nagradu Spinoza. Kao što slijedi iz službene poruke, za rad na grafenu. Recite nam više o njima.

Prije svega, reći ću da sam prije početka svih ovih aktivnosti 2004. godine bio jako daleko od grafena. Točnije, bavio sam se magnetizmom, fizikom jako koreliranih sustava (bilo koje vrste supravodljivosti). Nema nanocijevi, kvantnog Hallovog efekta i drugih sekcija karakterističnih za stručnjaka za grafen. Međutim, 2004. godine sam ovdje u Nijmegenu ( U to je vrijeme u Nizozemskoj već živio Mikhail Katsnelson – cca. "Trake.ru"), susreo se s Andrejem Geimom i Kostjom Novoselovim. Kostya je ovdje bio diplomirani student, upravo obranio disertaciju, a Andrej je bio prisutan kao suvoditelj rada. Htjela sam s njim razgovarati o Kostjinoj disertaciji - bila je to magnetizam, tema koja mi je u to vrijeme bila bliska. Andrei mi je gotovo odmah rekao da se više ne bave ovom temom i počeo postavljati neka pitanja koja su se odnosila na grafen – o Diracovim elektronima u magnetskom polju. Nekako sam se, od riječi do riječi, uključio u ovu aktivnost.

U početku, moram priznati, nisam to shvaćao ozbiljno. A onda se pokazalo da se time bavim već osam godina – sada aktivnost grafena čini 70 posto cjelokupnog mog posla. Možda mi je na ruku igrala činjenica da sam došao s nekog drugog područja, omogućilo da se na mnoga pitanja sagleda iz malo drugačijeg kuta iz kojeg su gledali ljudi s pravom, da tako kažem, pozadinom. Tada se znalo da su nosioci struje u grafenu (terminološki) Diracovi fermioni bez mase. Na jednostavan način nalikuju česticama koje se ubrzavaju do brzina reda brzine svjetlosti. Odnosno, ti isti fermioni opisuju se jednadžbama sličnim jednadžbama takvih relativističkih čestica u akceleratorima, s jedinom razlikom što ulogu brzine svjetlosti ima vrijednost koja je 300 puta manja od ove brzine. Ovo je, ako želite, model svemira, u kojem su svjetske konstante različite, a zakoni fizike, općenito, isti.

Nagradu Spinoza, nazvanu po nizozemskom filozofu Benedictu Spinozi, organizirala je Nizozemska Organizacija za temeljna znanstvena istraživanja (NWO) 1995. godine. Ovo je najviša znanstvena nagrada u Nizozemskoj. Dodjeljuje se nizozemskim znanstvenicima koji su vodeći u znanosti. Ne postoji jasan popis znanstvenih područja koje povjerenstvo razmatra – odluka o nagradi donosi se za svakog nominiranog znanstvenika posebno. Pobjednici dobivaju brončani kip Spinoze te dijele 2,5 milijuna eura koje mogu potrošiti na daljnja znanstvena istraživanja.

Pokazalo se da se takav pogled sa strane relativističke kvantne mehanike (teorija kvantnih objekata, koji se također pokoravaju teoriji relativnosti) pokazao vrlo plodonosnim. Očigledno, naš najpoznatiji rad o teoriji grafena je ono što smo nazvali Kleinovo tuneliranje (), a koliko sam shvatio, to je posebno istaknuto u nagradi.

O tome ona govori. U kvantnoj mehanici postoji takav fenomen - tuneliranje. Vrlo je važan jer određuje mnoge korisne pojave: neke vrste nuklearnog raspada, radioaktivnost, efekte u poluvodičkoj elektronici. Bit fenomena je sljedeća: kvantne čestice, za razliku od klasičnih, mogu s određenom vjerojatnošću proći kroz potencijalne barijere. Odnosno, ako stavite zid, onda čestica može prodrijeti kroz njega. Ovdje postoji suptilnost: vjeruje se da kvantna mehanika radi za sve malo, a klasična mehanika za sve veliko, pa kada barijera postane visoka i široka, tada bi se kvantna mehanika trebala poklopiti s klasičnom. To znači da neće biti tuneliranja. Ali za ultrarelativističke čestice, iz svih vrsta vrlo dubokih i zanimljivih razloga, situacija je drugačija: one prolaze kroz barijeru ma koliko ona bila visoka i široka. To je tako vrlo općenito i vrlo zanimljivo svojstvo, koje smo nazvali Kleinovo tuneliranje, jer je nekako povezano s takozvanim Kleinovim paradoksom u kvantnoj mehanici (ja to sigurno neću sada objašnjavati). S vremenom se pokazalo da je to vrlo važna stvar. Tri godine kasnije, ovaj je učinak eksperimentalno potvrđen. Bio sam, naravno, preko glave sretan: ovo je najveća radost za teoretičara - nešto točno predvidjeti. Nije često da uspije.

A tko je potvrdio?

Prva je bila grupa Philipa Kima na Sveučilištu Columbia u New Yorku (usput rečeno, bili su Andrey i Kostyin glavni konkurenti u pitanjima grafena). Sada je to, vjerojatno, već potvrđeno u desecima radova. No, glavna čar ovog rada je što je objasnio zašto je grafen u principu zanimljiv.

Činjenica je da u grafenu, kao iu poluvodičima, postoje rupe i postoje elektroni. U ovom slučaju, materijal je lako prebaciti s jedne vodljivosti na drugu - na primjer, prebaciti se s vodljivosti rupa (kada su glavni nositelji naboja pozitivno nabijene rupe) na elektroničku i obrnuto. Da biste to učinili, dovoljno je, recimo, primijeniti vanjski električni napon, koji se na engleskom zove gate voltage, na grafenski list. Istodobno, u normalnim uvjetima, grafen uvijek sadrži unutarnje nehomogenosti, odnosno postoje regije s elektronskom vodljivošću i postoje regije s vodljivošću rupa - kao što su skupovi elektrona i rupa (). Zašto se to događa? To je, na primjer, zbog činjenice da je grafen dvodimenzionalan i da svaki dvodimenzionalni sustav doživljava snažne fluktuacije na bilo kojoj konačnoj temperaturi. Dakle, da nije bilo Kleinovog tuneliranja, koje omogućuje elektronima da prolaze kroz područja rupa i obrnuto, tada bi svi elektroni u grafenu sjedili u tim vlastitim bazenima, a sam grafen ne bi bio vodljivi materijal.

Još jedna važna činjenica: u gotovo bilo kojem drugom poluvodičkom materijalu, ne možete kontinuirano ići od elektroničke do vodljivosti kroz otvore, nužno prolazite kroz područje izolatora, kada materijal uopće prestane provoditi. U grafenu, međutim, ne postoji takva regija - to je također posljedica raznih vrsta relativističkih učinaka opisanih u mom radu o kvantnom minimumu vodljivosti grafena.

Kako god bilo, ali sve to sugerira da se grafenska elektronika ne može izgraditi kao analog silicijskoj ili germanijevoj elektronici. U najjednostavnijim tranzistorima, primjenom napona na središnju regiju (na primjer, elektroničku), možete je zaključati ili otključati. Zbog Kleinovog tuneliranja, nikada ne možete zaključati običan tranzistor u grafenu. Odnosno, grafenski tranzistor bi trebao biti raspoređen na potpuno drugačiji način.

Zajedno sa svojim prijateljima iz Manchestera sudjelovao sam u nekim od temeljnih radova na ovom području - kako pravilno napraviti grafenski tranzistor. Najbolje što možemo ponuditi je takozvana vertikalna geometrija. S takvom shemom struja ne teče kroz grafenski list, već s jednog lista na drugi ( i ).

Moram reći da su sve ostale riječi koje sam rekao - postojanje minimalne kvantne vodljivosti, pupa i elektrona - također povezane s nekim mojim radom. Odnosno, sa moje točke gledišta, mogao sam značajno sudjelovati u formiranju jezika za ovo novo polje, kojim se, općenito, sada svi služe. I drago mi je da je znanstvenoj zajednici ova djela bila važna.

Kakvo je trenutno stanje cijele te znanosti? Kažete da ste posljednjih godina aktivno sudjelovali u tome.

U izvrsnom stanju. Grafen je samo bajka iz nekoliko razloga. Pa, prije svega, ljudi su dobri ( smije se).

I, drugo, prekrasna ravnoteža između teorije i eksperimenta, prava punopravna suradnja. Odnosno, čim se predvidi neki učinak, odmah se provjerava. Ili se, recimo, provodi eksperiment - i odmah teoretičari preuzimaju objašnjenje primljenih informacija. Možemo reći da je sva ta aktivnost oko grafena samo egzemplarna fizika. Usporedimo li ga, primjerice, s nekim drugim aktualnim modnim područjem, gdje se, općenito uzevši, mnogi ljudi čak postupno odmiču od grafena - s takozvanim topološkim izolatorima - onda takva ravnoteža, po mom mišljenju, još nije postignuta. postignuto. Tamo, grubo govoreći, ima sto (ili tisuću) teoretičara po eksperimentatoru. Fantazija radi za svakoga, ali nema dovoljno eksperimenata da se teoretičari spuste na Zemlju.

Pa ipak, grafen je prilično jednostavan sustav, ne poput istih visokotemperaturnih supravodiča. Toliko je stvari nagomilano: njihove kemijske formule su prilično složene, a kristalna struktura je složena - milijun najrazličitijih čimbenika. Stoga, općenito, nema posebnih pomaka. Sad - koliko? - 25 godina ljudi petljaju, ali ne može se reći da smo tu nešto bitno shvatili, da smo riješili problem. A u grafenu, budući da su ljudi dobri, jer teoretičari izvanredno komuniciraju s eksperimentatorima, a budući da je sustav još uvijek relativno jednostavan, napredak je kolosalan. U ovom trenutku, na razini teorije jedne čestice grafena (najjednostavniji model u kojem se ne razmatra međusobna interakcija nositelja naboja), gotovo je sve već učinjeno: jezik je razvijen, a glavni otkriveni su učinci. Čak mi je, priznajem, malo dosadilo i razmišljao sam o preseljenju u neko drugo područje. Ali opet, zbog kolosalnog napretka u tehnici eksperimenta, kvaliteta uzoraka je već postala toliko visoka da je postalo moguće suzbiti sve te lokve o kojima sam govorio i koje onemogućuju pojavu bilo kakvih suptilnih učinaka. promatrao, da bi se vrlo približio takozvanoj Diracovoj točki, do najzanimljivijeg slučaja, a eksperimentalno su se počeli promatrati učinci mnogih čestica - efekti koji su u biti povezani upravo s međudjelovanjem elektrona međusobno. I kao da se opet otvara novi svijet. Odnosno, budućnost teorije grafena leži upravo u takvim efektima mnogih čestica - ovdje je sada puno zanimljivih zadataka.

Spomenuli ste točku Dirac. Reci nam više o njoj.

Nadam se da se vaši čitatelji sjećaju iz škole da je jedna od polaznih točaka kvantne mehanike bila teorija atoma Nielsa Bohra. Jedna od glavnih odredbi ove teorije glasila je da elektroni u atomu ne mogu imati nikakvu energiju, već samo neke određene diskretne energetske razine. Sada je to već više puta testirano u praksi - na primjer, u izoliranim sustavima (mogu se nazvati čak i "umjetnim atomima"), poznatim kao kvantne točke, energetski spektar je diskretan (odnosno, sastoji se od pojedinačnih vrijednosti).

Ako prijeđemo na čvrste tvari, tada je spektar složeniji. U konvencionalnim poluvodičima imamo posla s ovom situacijom: neki energetski pojasevi su potpuno ispunjeni, a neki potpuno prazni. Ako imamo djelomično ispunjen pojas ovih dopuštenih energija, to je metal, vodič. Ako su neke trake potpuno ispunjene, a druge prazne, radi se o poluvodiču ili izolatoru. Grafen je prilično jedinstven jer u svom osnovnom stanju također ima potpuno ispunjenu traku i potpuno praznu traku, ali između njih nema praznine. A ako pogledate kako sve to izgleda, nacrtajte sliku kako ovaj energetski centar radi, onda se ova ispunjena traka može predstaviti kao neka vrsta stošca, na kojem isti stožac stoji na vrhu. Najzanimljivije mjesto u spektru elektrona je ovaj vrh stošca. Pa, ako, kao što znamo kako u fizici poluvodiča, fizici metala, pokušamo izgraditi nekakav model - mi, fizičari, kažemo Hamiltonian - koji opisuje takvu situaciju, onda će to biti vrlo slično Diracovom Hamiltonijanu iz relativističkog kvantna mehanika.

Ova točka se zove Diracova točka. Ako grafen nije dopiran (tj. ne trpamo dodatno ni elektrone ni rupe u grafen), tada je tu najzanimljivija fizika.

U ovom trenutku pojavljuju se vrlo zanimljivi elektronički efekti. Jedan od temelja našeg razumijevanja čvrstih tijela i kondenziranog stanja općenito (krutina i tekućina) je teorija Fermijeve tekućine koju je razvio veliki sovjetski fizičar Lev Landau. Grubo govoreći, ova teorija kaže da dodavanje jednoelektronske teorije međudjelovanja elektrona u jednadžbe ne dovodi do novih kvalitativnih učinaka, odnosno nije od velike važnosti – neki se parametri modela jednostavno mijenjaju. Recimo, umjesto jedne vrijednosti mase, magnetskog momenta, trebate uzeti u obzir druge, i to je to. Zato model s neinteragirajućim elektronima obično daje tako dobru aproksimaciju.

Dakle, očito je grafen u blizini Diracove točke iznimka, odnosno Landauova teorija Fermi-tekućine tamo ne funkcionira. A to je, općenito, dugo bilo poznato kao teorijska konstrukcija, koju su davno prije otkrića grafena predložili moj prijatelj i koautor Paco Ginea i drugi teoretičari u Španjolskoj. Sve je to nedavno eksperimentalno potvrđeno. A sada bi, čini mi se, glavni napori teoretičara koji rade na području grafena trebali biti usmjereni na razumijevanje ovog ne-Fermi-tekućeg stanja, na razumijevanje kakve se efekte međuelektronske interakcije mogu očekivati. Ovo je tako vrlo novo, svježe područje, izuzetno privlačno za rad.

Kakva je tu matematika? Postoji li nešto zanimljivo ne samo za fizičare?

Teorija jednog elektrona je Diracova jednadžba, s formalne točke gledišta, linearne parcijalne diferencijalne jednadžbe. Lijepa je matematika. To čak i matematičari priznaju – gle, nedavno su se naši dečki (iz naše grupe) vratili iz Sankt Peterburga s velike konferencije o matematičkim danima na difrakciji – 2013. Na primjer, da biste izgradili ozbiljnu, a ne samo čisto kvalitativnu matematičku teoriju Kleinovog tuneliranja, morate koristiti vrlo lijepu, elegantnu matematiku - takozvanu poluklasičnu aproksimaciju, ali mnogo suptilniju nego u slučaju običnog kvanta. mehanika. Samo da uzmemo u obzir ovo Kleinovo tuneliranje.

A ako govorimo o efektima više čestica u grafenu, onda prelazimo na sasvim drugu razinu, gdje je već potrebno koristiti složene metode kvantnih čestica i teorije polja, na primjer, iste metode koje ljudi iz teorije elementarnih čestica koristiti za otkrivanje, reći zašto nema slobodnih kvarkova. I, opet, uključen sam u neke od tih radova, surađujem s teoretskom grupom u ITEP-u u Moskvi, gdje pokušavamo primijeniti ove metode teorije elementarnih čestica na proučavanje učinaka više čestica u grafenu. Odnosno, tu je, općenito, matematika za svačiji ukus, počevši od klasične matematičke fizike XIX stoljeća, proučavanja parcijalnih diferencijalnih jednadžbi, pa do suvremene sofisticirane matematike i numeričkih metoda koje se koriste u tzv. fundamentalnoj fizici. . Općenito, već u našim prvim radovima s Andrejem i Kostijom postojala je veza s modernom matematikom, istom geometrijom i topologijom. Pa, naravno, ne samo danas, nego onu koja je bila prije 50 godina. Na primjer, Atiyah-Singerov teorem. I to već nije loše - u fizici čvrstog stanja, na primjer, obično je dovoljna matematika od prije 150 godina.

Nekoliko pitanja na stranu. Poznato je da ste vjernik – pravoslavni kršćanin. Ne ometa li vam to komunikaciju sa stranim kolegama? Kažu da među modernim fizičarima ima mnogo ateista.

Mogu reći da mi to ne stvara apsolutno nikakve probleme u komunikaciji s kolegama, barem na Zapadu. Mislim da svi znaju, a ja to baš i ne krijem. Čak bih rekao da je tipičan stav takav, dobronamjerno nezainteresiran. Većina, mislim, to je samo bubanj, jer se znanstvenik mora suditi po njegovom znanstvenom radu. Ako možete razgovarati sa mnom o nekoj zanimljivoj znanosti, onda će oni razgovarati sa mnom o zanimljivoj znanosti. Riječ je o temama koje općenito nije osobito uobičajeno izlaziti u javnost. O njima razgovarate s bliskim prijateljima i tako dalje. Imam bliske prijatelje fizičare, i oni sami možda imaju neke druge stavove, ali u svakom slučaju u potpunosti poštuju i potpuno razumiju moje vjerske stavove. Dok sam bio u Rusiji, zajedno sa svojom koautoricom, kolegicom Valjom Irhin, objavio sam dvije knjige o znanosti i religiji – “Povelje neba: 16 poglavlja o znanosti i vjeri” i “Krila feniksa. Uvod u kvantnu mitofiziku" ( obje knjige su na lib.ru - i - cca. "Trake.ru").

Samo što ljudi uglavnom ne razmišljaju baš u tom smjeru, ali u isto vrijeme, na primjer, mogu s velikim ponosom reći da Kostya Novoselov, kada još nije bio nobelovac, ali je još bio vrlo mlad čovjek, rekla mi je da je čitao "Krila feniksa" i ona je na njega ostavila snažan dojam. Naravno, ne želim se tući u prsa i reći da sam to ja, ja, ja sam mu pomogao da postane nobelovac, ali u svakom slučaju čitanje mojih pseudoznanstvenih knjiga očito mu nije štetilo. Dakle, ovdje vlada miran stav.

Što se tiče toga kako ja osobno to kombiniram, čini mi se da je ovdje najvažnije razumjeti da ne smijete miješati razine. Mi nismo samo fizičari, mi smo ipak ljudi, imamo različite probleme, imamo različite vrste iskustava – i iskustvo svakodnevnog života, i nekakvo unutarnje, duhovno iskustvo, ono što se ponekad naziva mističnim iskustvom, i iskustvo našeg znanstvenog rada, komuniciramo sa ženama, komuniciramo s prijateljima, komuniciramo s djecom, odnosno živimo na višestruki način i ne mislim da, recimo, moji vjerski stavovi na neki način izravno utječu na moje znanstvene posao ili obrnuto, ili što su moja književna zanimanja. Samo što je čovjek višeznačan, kako je rekao Fjodor Mihajlovič Dostojevski, "širok čovjek", e, i sve se to mirno uklapa. Da budem iskren, nemam nekih posebnih problema s tim.

Što mislite o otvaranju Odsjeka za teologiju na MEPhI?

U principu, ako se sjećate vica o Vovochki: Volio bih vaše probleme, Maria Ivanovna, - i tako, moj stav je otprilike isti. Koliko sam ja čitao o ovoj priči, stvarno nije dobro odrađena - ne zato što se radi o vjeri ili nečem drugom, nego jednostavno, kako kažu, ni sama to nisam razumjela, samo sam na internetu pročitala da je vlasti su tamo izvrtale ono što je učinjeno protivno željama naroda, da nisu uzimale u obzir mišljenje i tako dalje. Odnosno, tiranija je loša. Ako je u ovom slučaju bilo tiranije, onda je ovo loše. A ako je to, kako kažu, urađeno po dogovoru (možda to nije slučaj MEPhI-a), zašto onda, eto, postoji odjel, neka to radi tko hoće neka radi, tko ne želi, ne čini to. Ne vidim apsolutno nikakav problem u ovome. Imamo teološki fakultet, imamo, inače, katoličko sveučilište općenito. Pa što? Pa katolik.

Je li dobio ime po svecu?

Sveti Radbod, da. Ispred glavne upravne zgrade imamo spomenik svetom Tomi Akvinskom. Nikako mi to ne smeta. Razumijem da sam vjernik, što uzeti od mene, ali mislim da su većina mojih kolega ateisti i to im baš i ne smeta. Sve je u redu. Sve je u redu. Savršeno razumijem da je to u Rusiji užasno bolno pitanje, samo zato što je, prije svega, izrazito ispolitizirano. Drugo, očito, neki od starije generacije još uvijek imaju sjećanja na prisilno ispiranje mozga od strane marksizma-lenjinizma u sovjetsko doba, o tome mogu reći puno stvari - ipak sam bio prisiljen diplomirati na sveučilištu marksizma- lenjinizam, Filozofski odsjek. Imam diplomu, sve ovo izgubljeno vrijeme, još štuca.

Ali, s druge strane, rezultat je u mom slučaju bio upravo suprotan od željenog, ne samo da nisam postao marksist-lenjinist, nego sam postao idealist, vjernik, oštar antimarksist, tj. mjesto onih koji pokušavaju podmetnuti nekakvu vjersku, pravoslavnu, da, čak i ateističku, svejedno, propagandu - razmislio bih o tome. Ako se to radi kako bi se izvoljelo kod vlasti i negdje kvačilo za sebe, o čemu se onda raspravlja - pa o bestijalnosti i bestijalnosti.

Ako netko iskreno misli da se na taj način ljudi mogu pokrenuti u nekom poželjnom smjeru, dat ću divan protuprimjer. Isprali su mi mozak tim marksizmom-lenjinizmom, oprali su me u mračnjaštvo, u idealizam, u svećenstvo, kako je to tamo izrazio Vladimir Iljič. Mislim da će takva marljivost u usađivanju pravoslavlja dovesti do potpuno istih rezultata, oni će jednostavno proizvesti ne samo ateiste, nego militantne ateiste - ja, kao pravoslavac, tužan sam razmišljati o ovoj perspektivi. S te dvije točke gledišta, da općenito svaka propaganda uvijek ostvaruje ciljeve koji su direktno suprotni od deklariranih, te da tiranija nije dobra i da se treba pitati za mišljenje ljudi - imam negativan stav prema ovoj priči. Ako jednostavno govorimo o suživotu Odsjeka za teologiju i Odsjeka za nuklearnu fiziku i bilo kojeg drugog unutar iste obrazovne ustanove, onda u takvoj ustanovi radim devet godina, potpuno sam zadovoljan i ne vidim apsolutno nikakav problem u ovaj.