– Būtų buvę geriau be Nobelio premijos. Fizikas Michailas Katsnelsonas apie atradimus

Iš anksto padariau išlygą: ką jis daro, pasaulyje supranta vos keli šimtai žmonių. Savo vardu priduriame, kad jis taip pat yra tikras Nyderlandų liūto ordino riteris. Ir Lenino komjaunimo premijos laureatas. Ką, jūsų nuomone, daro Michailas Katsnelsonas? Na, žinoma, grafenas!

Michailas Katsnelsonas yra fizikas, kilęs iš Magnitogorsko, kur mokėsi mokykloje. O Čeliabinske mūsų keliai susikirto Šviesios praeities apdovanojimo ceremonijoje (prisimename, kad ji įteikiama mūsų garsiems tautiečiams, dirbantiems svetimoje žemėje).

Taigi diskutuoti apie grafeną filistine lygmeniu su profesoriumi, žinoma, ne mūsų reikalas. Tiems, kurie nežino, grafenas yra, taip sakant, dvimatė medžiaga. Anglis grafenu tampa tada, kai „užtepama“ lygiai vieno atomo storio sluoksniu. Ir tada medžiaga pasižymi daugybe nuostabių savybių, kurios visai nebūdingos anglies. Iš grafeno planuojama gaminti subminiatiūrinius elektroninius komponentus. Tai štai, šiame interviu daugiau niekada nepamatysi žodžio grafenas!

Ir kalbėjomės apie mokslo populiarintojo Katsnelsono veiklą. Mūsų pašnekovas, bendradarbiaudamas su Valentinu Irkhinu, parašė knygą, stebėtinai nepanašią į fizikos vadovėlį: „Dangaus įstatai. 16 skyrių apie mokslą ir tikėjimą. „Statutuose“ „aukščiausio lygio“, galima sakyti, fizikai bando derinti religijų ir gamtos mokslų konceptualų aparatą. Kas yra „stebuklas“ mokslininko-stebėtojo požiūriu? Ar gamtos ir religiniai dėsniai neprieštarauja vienas kitam? Ar Evangelija neigia evoliucijos procesą? Knyga yra viešai prieinama, pirmiausia galite paleisti akis.

Michailai Iosifovičiau, pasakykite man, kaip radote laiko savo tvarkaraštyje parašyti knygą, kuri vargu ar atneš dividendų, materialinės naudos? Arba atnešti?

Ne, žinoma... Istorija tokia. Tai buvo 2000 ar 2001 m., kai buvau Jekaterinburge. 1998 m. mirė mano mokytojas, man labai svarbus žmogus, akademikas Sergejus Vasiljevičius Valcovskis, o po jo pasirodė knygos „Šiuolaikinis gamtos-mokslinis pasaulio paveikslas“, savotiško gamtos mokslų vadovėlio humanitariniams mokslams, rankraštis. liko. Sergejaus Vasiljevičiaus artimieji kreipėsi į mane ir mano kolegą Valentiną Irchiną su prašymu pabaigti knygą, ten liko nebaigtas skyrius apie gamtos mokslų ir religijos, meno santykį... Žinoma, buvau siaubingai nustebęs, nes svarsčiau ir vis dar laikau save labai menkai išsilavinusiu humanitarinių mokslų žmogumi. Bet Valya Irkhin mane įtikino: pabandykime.

Perėjome beprotiškai daug knygų, baigėme skyrių, o tai darydami įsitraukėme ir nusprendėme parašyti visą knygą.

Dabar neturėčiau tam laiko! Ne tai, kad aš negavau dividendų, bet kolegos įtariai žiūrėjo į mūsų veiklą, tai nebuvo labai skatinama. Tada, 2000-ųjų pradžioje, Rusijoje buvo sunku užsiimti mokslu, o tada pagalvojau, kad kadangi nemoku dirbti tinkamo lygio mokslinio darbo, tada užsiimsiu populiarinimu ir mokymu. Dabar negaliu nieko panašaus rašyti, neturiu laiko, bet tada dariau tai su dideliu entuziazmu.

Dangaus įstatuose cituojama tiek daug skirtingų šaltinių – nuo ​​Biblijos ir kitų religinių tekstų iki šiuolaikinės mokslinės fantastikos, pavyzdžiui, Ursula Le Guin. Ar esate atsakingas už fantaziją?

Valya Irkhin yra visiškai unikalus specialistas. Pagal profesiją jis yra fizikas, tačiau puikiai išmano įvairių religijų kanoninius tekstus. Visada galite gauti patarimo iš jo dėl bet kurio Biblijos vertimo į bet kurią epochos kalbą. Taip pat studijavo indiškus tekstus ir įvairius ... čia ruošė citatų rinktinę iš kanoninių tekstų. Ir mokslinė fantastika, Vysockio dainos ir taip toliau – aš ją paruošiau. Taip tekstas buvo parašytas kartu, aš rašiau daugiau grynai literatūriškai.

Sulaukei atsiliepimų apie knygą: „Ką sau leidžia šie fizikai?! Kaip jie gali teisti tokius dalykus? Gal tau rašė pamišę žmonės?

Ne, pamišėliai nerašė. Tačiau kolegos fizikai reagavo labai įtariai. Iš humanistų rimtų komentarų negirdėjau, bet kai kurie įdėmiai pažvelgė į mūsų raštus net, galbūt, išsamiau, nei nusipelnė. Visų pirma, profesorius Mirošnikovas (redaktoriaus pastaba Jurijus Ivanovičius Mirošnikovas - tuo metu Rusijos mokslų akademijos Uralo filialo Filosofijos ir teisės instituto Filosofijos katedros vedėjas) parašė dvi išsamias apžvalgas ir pakvietė mus dalyvauti savo katedros mokslo darbų rinkiniuose. Ir net perskaičiau kelias paskaitas magistrantams apie mokslo filosofiją. Ir atvirkščiai, kažkam atrodė, kad visa tai lengva, bet žmonės subtilūs, manęs šie atsiliepimai nepasiekė.

Mano žvilgsnis užkliuvo už skyriaus „Stebuklas“. Suprantu, ką jūs, kaip mokslininkas, norite pasakyti šiuo žodžiu: labai mažai tikėtini įvykiai. Ar tikite tikrais stebuklais?

Sunkus klausimas – kaip susieti stebuklus. Žemėje gyvena septyni milijardai žmonių, kiekvieną dieną vyksta dešimtys ir šimtai įvykių. Ar tai stebuklas, kad per lietų vienas lašas nukrenta tiksliai ant kokios nors iš tvoros kyšančios vinies galvos? Na, lašų daug, kai kurie tikrai pataikys! Galite eiti giliau. Visų pirma, garsus psichologas Jungas sukūrė sinchroniškumo sampratą, o ne priežastinį ryšį. Didžioji dauguma mano kolegų blogai jaučiasi dėl tokių idėjų, nes stebuklai netelpa į šiuolaikinį pasaulio paveikslą. Fizikui tai beprasmiška, nežinau, ką su tuo daryti. Bet kaip žmogus... daug įvykių gali būti interpretuojami kaip stebuklai. Ar tai būtina?

Kas 2017-aisiais mokslo, inžinerijos, technologijų pasaulyje paliko didžiausią įspūdį?

Yra toks anekdotas, kad čiukčiai – ne skaitytojai, čiukčiai – rašytojai! Šia prasme esu pasinėręs į savo darbą, todėl čia esu šališkas. Yra kažkokie skoniai, mėgstamos temos... Sunku žiūrėti nešališkai. Bet konkrečiai, turėjau kelis apsilankymus, kelis pokalbius, po kurių permąsčiau savo požiūrį į kvantinius kompiuterius. Dabar man atrodo, kad už to slypi kažkas rimto.

Pastaba. Red.: Kvantinis kompiuteris yra hipotetinis įrenginys, kuriame naudojama iš esmės kitokia skaičiavimų logika, kuri skiriasi nuo šiuolaikinių kompiuterių, remiantis kvantinės fizikos postulatais. Jis (teoriškai) kai kurias užduotis atliks trilijonus kartų greičiau nei dabartiniai superkompiuteriai.

Ką įpareigoja olandų riterio titulas? O gal yra kokių nors privalumų, na, ar galima praleisti eilę parduotuvėje ar vaistinėje?

Ne, nėra jokios naudos! Tačiau iškilmingomis progomis būtina nešioti užsakymo juostą. Galbūt per rimtai žiūriu į riterystę. Aš esu rusų fizikas, Rusijos pilietis, bet kartu esu Europos akademijos narys, čia yra ženklelis. Ir, eidamas šias pareigas, manau, kad prisiėmiau pareigą: prisidėti prie Rusijos ir Europos santykių gerinimo, ypač mokslinio bendradarbiavimo srityje. Nors pagal išgales nesu diplomatas, ne politikas. Kartais olandų laikraščiai ima interviu iš manęs, tai gerai: čia, rusų fizikas, gali su juo pasikalbėti apie šį bei tą.

Ką atsakai, kai klausia, kodėl negyveni Rusijoje?

Matote, deja, savo tėvynėje negaliu dirbti tinkamo lygio. Aš nuolat lankausi Rusijoje, dirbu su Uralo federaliniu universitetu, ir ne popieriuje, bet tikrai, dirbame. Kaip fizikas aš klestėjau Nyderlanduose. Žinoma, gaila, bet darbas mane išlaiko. Ką aš ten veiksiu, kai išeisiu į pensiją? dar nezinau.

Meno direktoriaus pavaduotojas, prodiuseris

1976 metais baigęs Gnesino institutą, įstojo į vieną geriausių pasaulio orkestrų - SSRS valstybinio radijo ir televizijos Didįjį simfoninį orkestrą, vėliau BSO. P.I.Čaikovskis, kuriam jau 40 metų vadovauja iškilus rusų dirigentas Vladimiras Fedosejevas.

Per 15 darbo metų BSO jis susitiko su žymiais muzikantais ir žurnalistais, o tai padėjo tolimesniam prodiuserio darbui, kurį jis dirba pastaruosius 25 metus.

Dar vienas smuikininkas...

Beveik 20 metų dirbo su V. I. Fedosejevu smuikininku, režisieriumi, prodiuseriu

Rudolfas Barshai, po ilgo nebuvimo, dirigavo Rusijoje, prodiuseris buvo M. Katsnelsonas.

1991–1994 m. dirbo Rusijos nacionaliniame orkestre – pirmame privačiame Rusijos orkestre, vadovaujamame Michailo Pletnevo, padariusio puikią pianisto ir dirigento karjerą.

Su Pletnevo orkestru grojo tik geriausi solistai (Michailas Pletnevas ir Viktoras Tretjakovas)

Kairėje M. Katsnelsonas su žmona Elena, dešinėje žurnalistas, televizijos laidų vedėjas S. Nikolajevičius su pirmąja RNO prodiusere T. Suchačiova, centre – jaunas amerikiečių dirigentas.

Šiame orkestre M. Katsnelsonas nustojo būti smuikininku ir tapo šios grupės vadovu. Orkestras buvo ką tik sukurtas, jo ryšiai meniniame ir žurnalistiniame pasaulyje buvo paklausūs, prasidėjo administracinė ir gamybinė veikla. Darbas privačiame orkestre išmokė bendradarbiauti su rėmėjais ir investuotojais. Būtent RNO jis įgijo neįkainojamos patirties dirbdamas su bankais ir didelėmis įmonėmis, norinčiomis investuoti į kūrybinius projektus.

Dabar rankose ne smuikas, o dokumentai

Su austrų smuikininke Yulian Rakhlin festivalyje „Smuikininkas visiems sezonams“.

Su Jurijumi Bašmetu Konservatorijos Didžiosios salės meninėje salėje po Aleksejaus Rybnikovo koncerto altui, violončelei ir kameriniam orkestrui premjeros.

Su Nikolajumi Petrovu. Jo festivalio „Kremliaus miuziklas“ režisierius
Zubenas Metta su žmona, susitikimas Šeremetjevo oro uoste
Jekaterina Mechetina – pirmoji A. Rybnikovo kūrinių atlikėja: Concerto Grosso Nr. 1,2 ir fortepijoninės sonatos Nr. vienas

Ši patirtis jam padėjo, kai jis keletą metų dirbo su Borisu Belenky projekte „Crystal Turandot“, Aleksandru Krauteriu meno agentūroje „Krauterkontsert“ ir SSRS liaudies artistu Nikolajumi Petrovu tarptautiniame festivalyje „Muzikinis Kremlius“. Į šiuos projektus jam pavyko pritraukti ne tik finansus, bet ir dizainerius, administratorius, daugybę muzikantų ir menininkų, su kuriais bendradarbiavo anksčiau.

2004 m. Katsnelsonas sukūrė meno agentūrą „Concert City“ ir surengė keletą didelių projektų, įskaitant tarptautinį festivalį, skirtą iškilaus smuikininko Juliano Sitkovetskio 80-mečiui „Smuikininkas visiems sezonams“, į kurį buvo pakviestos pasaulinės žvaigždės: Julianas Rakhlinas (smuikas, Austrija), Jeannine Jensen (smuikas, Olandija), Alena Baeva (smuikas, Rusija), Liana Isakadze (smuikas, Gruzija), Aleksandras Rudinas (violončelė, Rusija), Bella Davidovich (fortepijonas, JAV), Dmitrijus Sitkovetskis (dirigentas, smuikas, JK).

Agentūroje Crowtherconcert jis turėjo galimybę susitikti ir bendradarbiauti su tokiomis asmenybėmis kaip Jamesas Levine'as, Metropolitan Opera meno vadovas, Zubenas Metta - Izraelio filharmonijos orkestro vyriausiasis dirigentas, Kathleen Battle - puikus Metropolitan Opera sopranas, Evgeny. Kisinas – pasaulio pianistas ir, žinoma, bendradarbiauja su festivaliu „Chereshnevy Les“ ir jo įkūrėju Michailu Kusnirovičiumi, sukūrusiu kūrybiškiausią Maskvos meno projektą.

Vyšnių miško festivalyje prasidėjo jo bendradarbiavimas su Aleksejumi Rybnikovu. Simfonijos Nr. 5 „Mirusiųjų prisikėlimas“, vadovaujamas dirigento Teodoro Currentzio, vėliau kompanijoje „Melodija“ buvo galima išleisti diską su šio koncerto vaizdo įrašu. Ir koncertas salėje. Čaikovskis ir DVD sulaukė visuomenės ir kritikų sėkmės, ir jis gavo Aleksejaus Rybnikovo pasiūlymą pradėti dirbti su savo simfoniniais projektais kaip prodiuseris. Pastaraisiais metais buvo surengti keli reikšmingi koncertai, garso ir vaizdo įrašai su Aleksejaus Rybnikovo muzika geriausiose Maskvos salėse ir su geriausiais dirigentais bei solistais: dirigentais Valerijumi Gergijevu, Vladimiru Fedosejevu, Aleksandru Sladkovskiu, Marku Gorenšteinu, solistais - Jurijus Bašmetas, Aleksandras Knyazevas, Alena Baeva, Jekaterina Mechetina, Borisas Andrianovas ir daugelis kitų.

Kathleen Battle – Metropoliteno operos žvaigždė

Su Jevgenijumi Kissinu po triumfo koncerto

Su Maja Plisetskaja R. Ščedrino autoportretų festivalyje, skirtame kompozitoriaus 70-mečiui

Nuo 2008 m. pradėjo dirbti su Aleksejaus Rybnikovo teatru ir bėgant metams sugebėjo organizuoti teatro gastroles į Izraelį, Baltijos šalis, Suomiją, JAV ir Kanadą, surengti keletą autorinių Rybnikovo koncertų su muzika teatrui ir kinui ( dirigentas Sergejus Skripka), taip pat du jubiliejiniai koncertai Maskvos konservatorijos Didžiojoje salėje, dalyvaujant Valstybiniam akademiniam simfoniniam orkestrui. Svetlanovas ir Maskvos simfoninis orkestras „Rusijos filharmonija“.

Su austrų dirigentu ir pianistu Justu Franzu ir violončelininku Aleksandru Knyazevu, pirmuoju Rybnikovo koncerto atlikėju.

Su Vladimiru Spivakovu Vyšnių medienos festivalyje

Su Mstislavu Rostropovičiumi ir timpanistu Valerijumi Polivanovu autoportretų festivalyje, skirtame R. Ščedrino 70-mečiui

Ilgamečio ryšio su kompanija „Melodija“ dėka M. Katsnelsonui pavyko išleisti keletą diskų su Rybnikovo kompozicijomis: Concerto Grosso Nr. 1 „Mėlynoji paukštė“ ir Concerto Grosso Nr. 2 Šiaurės sfinksas, simfonija Nr. 5 „Mirusiųjų prisikėlimas“, koncertas violončelei (solistas – Aleksandras Knyazevas, dirigentas – Aleksandras Sladkovskis), sovietinių kompozitorių fortepijoninės muzikos antologija, taip pat dviejų žinomų roko operų „Juno ir Avos“ bei „Žvaigždė ir. Joaquino Murietos mirtis » viniliniuose diskuose.

Su Aleksandru Sladkovskiu, padariusiu puikią dirigento ir meno vadovo karjerą

Su pianiste Irina Schnittke Jevgenijaus Kissino koncerte

Su Zoja Boguslavskaja įteikiant Triumfo premiją Aleksejui Rybnikovui

Nuo 2017 m. M.N.Katsnelsonas yra Rusijos autorių draugijos direktorių tarybos narys (pirmininkas – Krichevsky Andrey Borisovich).

1976-1991 – Valstybinės televizijos ir radijo transliuotojų kompanijos Didysis simfoninis orkestras, vėliau BSO im. P.I. Čaikovskis (meno vadovas, SSRS liaudies artistas - Vladimiras Fedosejevas) - orkestro artistas

1991-1994 - Rusijos nacionalinis orkestras (meno vadovas, Rusijos Federacijos liaudies artistas - Michailas Pletnevas) - orkestro artistas, direktorius

1994-1996 - "Laisvės mūzos" - "Crystal Turandot" (teatro apdovanojimas, meno vadovas - Borisas Belenky) - vykdomasis direktorius

1994-1999 – BSO im. Čaikovskis (meno vadovas, SSRS liaudies artistas - Vladimiras Fedosejevas) - režisierius

1999-2001 – Valstybinis simfoninis orkestras „Jaunoji Rusija“ (meno vadovas, Rusijos Federacijos liaudies artistas – Markas Gorenšteinas) – direktorius

2002-2004 - Krauterconcert (generalinis direktorius - Alexander Krauter) - prodiuseris

2004-2006 – Muzikinis Kremlius – tarptautinis festivalis (meno vadovas, TSRS liaudies artistas – Nikolajus Petrovas) – direktorius

2006 m. pristatyti seminarą, vadovaujamą Aleksejaus Rybnikovo, Aleksejaus Rybnikovo teatras - meno vadovo pavaduotojas, prodiuseris

Šis el. pašto adresas yra apsaugotas nuo šiukšlių. Jei norite peržiūrėti, turite įjungti „JavaScript“.

Priėmė gimtąją Rusiją Michailą Katsnelsoną. Ataskaitoje teigiama, kad Katznelsonas gavo apdovanojimą už „dalelių fizikos idėjų panaudojimą tiriant grafeną“. Kokios buvo šios idėjos ir kaip jos buvo panaudotos, Lente.ru pasakojo pats Michailas Katsnelsonas.

Lenta.ru: Šiais metais gavote Spinozos prizą. Kaip matyti iš oficialios žinutės, darbui su grafenu. Papasakokite apie juos daugiau.

Visų pirma pasakysiu, kad iki visos šios veiklos pradžios 2004 metais man buvo labai toli iki grafeno. Tiksliau, užsiėmiau magnetizmu, stipriai koreliuojančių sistemų (bet kokio tipo superlaidumo) fizika. Jokių nanovamzdelių, kvantinio Holo efekto ir kitų grafeno specialistui būdingų sekcijų. Tačiau 2004 m. esu čia, Neimegene ( Tuo metu Michailas Katsnelsonas jau gyveno Nyderlanduose - maždaug. „Tapes.ru“), susitiko su Andrejumi Geimu ir Kostja Novoselovu. Kostia čia buvo magistrantė, tik apsigynė disertaciją, o Andrejus buvo darbo vadovas. Norėjau su juo pasikalbėti apie Kostjos disertaciją – ji buvo apie magnetizmą, tuo metu man artimą temą. Andrejus beveik iš karto man pasakė, kad jie nebesvarsto šios temos, ir pradėjo užduoti keletą klausimų, susijusių su grafenu - apie Dirako elektronus magnetiniame lauke. Kažkaip žodis žodin įsitraukiau į šią veiklą.

Iš pradžių, turiu pripažinti, nežiūrėjau to labai rimtai. Ir tada paaiškėjo, kad aš tai darau aštuonerius metus – dabar grafeno veikla sudaro 70 procentų viso mano darbo. Galbūt tai, kad atvykau iš kitos srities, man įsuko į rankas, leido į daugelį klausimų pažvelgti kiek kitu kampu, iš kurio žvelgė žmonės, turintys teisingą, taip sakant, išsilavinimą. Tuo metu buvo žinoma, kad dabartiniai grafeno nešikliai yra (terminologija) bemasiai Dirako fermionai. Paprastu būdu jie primena daleles, kurios įsibėgėja iki šviesos greičio greičio. Tai yra, tie patys fermionai apibūdinami lygtimis, panašiomis į tokių reliatyvistinių dalelių lygtis greitintuvuose, tik tuo skirtumu, kad šviesos greičio vaidmenį atlieka 300 kartų mažesnė už šį greitį reikšmė. Tai, jei norite, yra Visatos modelis, kuriame pasaulio konstantos skiriasi, o fizikos dėsniai apskritai yra vienodi.

Spinozos premiją, pavadintą olandų filosofo Benedikto Spinozos vardu, 1995 metais organizavo Nyderlandų Fundamentinių mokslinių tyrimų organizacija (NWO). Tai aukščiausias mokslinis apdovanojimas Nyderlanduose. Ji įteikiama olandų mokslininkams, kurie yra mokslo lyderiai. Aiškaus komisijos svarstytų mokslo krypčių sąrašo nėra – sprendimas dėl premijos skyrimo priimamas kiekvienam nominuotam mokslininkui atskirai. Nugalėtojai gauna bronzinę Spinozos statulą ir taip pat pasidalina 2,5 milijono eurų, kuriuos gali skirti tolesniems moksliniams tyrimams.

Paaiškėjo, kad toks požiūris iš reliatyvistinės kvantinės mechanikos (kvantinių objektų teorijos, kurios taip pat paklūsta reliatyvumo teorijai) pusės pasirodė labai vaisingas. Matyt, garsiausias mūsų darbas apie grafeno teoriją yra tai, ką mes vadinome Kleino tuneliu (), ir, kiek suprantu, tai buvo ypač pažymėta apdovanojime.

Apie tai ji ir kalba. Kvantinėje mechanikoje yra toks reiškinys – tuneliavimas. Tai labai svarbu, nes lemia daug naudingų reiškinių: kai kurių rūšių branduolio skilimas, radioaktyvumas, poveikis puslaidininkių elektronikoje. Reiškinio esmė tokia: kvantinės dalelės, skirtingai nei klasikinės, su tam tikra tikimybe gali pereiti potencialius barjerus. Tai yra, jei pastatysite sieną, dalelė gali prasiskverbti pro ją. Čia yra subtilumas: manoma, kad kvantinė mechanika tinka viskam, kas smulkmena, o klasikinė – viskam, kas didelis, todėl kai barjeras tampa aukštas ir platus, tuomet kvantinė mechanika turėtų sutapti su klasikine. Tai reiškia, kad tuneliavimo nebus. Tačiau dėl ultrareliatyvistinių dalelių dėl visokių labai gilių ir įdomių priežasčių situacija yra kitokia: jos prasiskverbia pro barjerą, kad ir koks jis aukštas ir platus. Tai tokia labai bendra ir labai įdomi savybė, kurią pavadinome Kleino tuneliu, nes tai kažkaip susiję su vadinamuoju Kleino paradoksu kvantinėje mechanikoje (šio dabar tikrai nepaaiškinsiu). Laikui bėgant paaiškėjo, kad tai labai svarbus dalykas. Po trejų metų šis poveikis buvo eksperimentiškai patvirtintas. Buvau, žinoma, per galvą apsidžiaugęs: teoretikui tai didžiausias džiaugsmas – ką nors teisingai nuspėti. Nedažnai tai pavyksta.

Ir kas patvirtino?

Pirmoji buvo Philipo Kimo grupė Kolumbijos universitete Niujorke (beje, jie buvo pagrindiniai Andrejaus ir Kostjos konkurentai grafeno reikaluose). Dabar tai, ko gero, jau patvirtinta dešimtyse darbų. Tačiau pagrindinis šio darbo žavesys yra tai, kad jis paaiškino, kodėl grafenas iš esmės yra įdomus.

Faktas yra tas, kad grafene, kaip ir puslaidininkiuose, yra skylių ir yra elektronų. Tokiu atveju medžiagą lengva perjungti iš vieno laidumo į kitą – pavyzdžiui, iš skylės laidumo (kai pagrindiniai krūvininkai yra teigiamai įkrautos skylės) pereiti prie elektroninio ir atvirkščiai. Norėdami tai padaryti, pakanka, tarkime, ant grafeno lakšto prijungti išorinę elektros įtampą, angliškai vadinamą gate voltage. Tuo pačiu metu normaliomis sąlygomis grafenas visada turi vidinių nehomogeniškumo, tai yra, yra regionų su elektroniniu laidumu ir yra sričių su skylių laidumu - tokie elektronų ir skylių telkiniai (). Kodėl taip atsitinka? Taip yra, pavyzdžiui, dėl to, kad grafenas yra dvimatis, o visos dvimatės sistemos patiria stiprius svyravimus esant bet kokiai baigtinei temperatūrai. Taigi, jei nebūtų Kleino tunelio, leidžiančio elektronams praeiti pro skylių sritis ir atvirkščiai, visi grafeno elektronai sėdėtų šiuose savo telkiniuose, o pats grafenas nebūtų laidžioji medžiaga.

Kitas svarbus faktas: beveik bet kurioje kitoje puslaidininkinėje medžiagoje negalite nuolat pereiti nuo elektroninio laidumo prie skylės laidumo, būtinai einate per izoliatoriaus sritį, kai medžiaga išvis nustoja laidi. Tačiau grafene tokio regiono nėra – tai taip pat yra įvairių reliatyvistinių efektų, aprašytų mano darbe apie grafeno kvantinį minimalų laidumą, pasekmė.

Kad ir kaip būtų, bet visa tai rodo, kad grafeno elektronika negali būti sukurta kaip silicio ar germanio elektronikos analogas. Paprasčiausiuose tranzistoriuose, įjungdami įtampą į centrinę sritį (pavyzdžiui, elektroninę), galite jį užrakinti arba atrakinti. Dėl Kleino tuneliavimo niekada negalite užrakinti įprasto tranzistoriaus grafene. Tai yra, grafeno tranzistorius turėtų būti išdėstytas visiškai kitaip.

Kartu su savo Mančesterio draugais dalyvavau kai kuriuose esminiuose šios srities darbuose – kaip teisingai pagaminti grafeno tranzistorių. Geriausia, ką galime pasiūlyti, yra vadinamoji vertikali geometrija. Esant tokiai schemai, srovė teka ne per grafeno lakštą, o iš vieno lakšto į kitą ( ir ).

Turiu pasakyti, kad visi kiti žodžiai, kuriuos pasakiau – minimalaus kvantinio laidumo, skylių ir elektronų telkinių egzistavimas – tai taip pat susiję su kai kuriais mano darbais. Tai yra, mano požiūriu, man pavyko reikšmingai dalyvauti formuojant šios naujos srities kalbą, kurią apskritai dabar vartoja visi. Ir džiaugiuosi, kad mokslo bendruomenei šie darbai buvo svarbūs.

Kokia dabartinė viso šio mokslo padėtis? Sakote, kad pastaraisiais metais aktyviai tuo užsiimate.

Puiki būklė. Grafenas yra tik pasaka dėl kelių priežasčių. Na, visų pirma, žmonės yra geri ( juokiasi).

Ir, antra, nuostabi teorijos ir eksperimento pusiausvyra, tikras visavertis bendradarbiavimas. Tai yra, kai tik numatomas tam tikras poveikis, jis iš karto patikrinamas. Arba, tarkime, atliekamas eksperimentas – ir tuoj pat teoretikai imasi gautos informacijos aiškinimo. Galime sakyti, kad visa ši veikla, susijusi su grafenu, yra tik pavyzdinė fizika. Jei, pavyzdžiui, lygintume su kita dabartine mados sritimi, kur apskritai daugelis žmonių net po truputį tolsta nuo grafeno – su vadinamaisiais topologiniais izoliatoriais – tai tokio balanso, mano nuomone, dar nebuvo. pasiektas. Ten, grubiai tariant, vienam eksperimentuotojui tenka šimtas (ar tūkstantis) teoretikų. Fantazija tinka visiems, tačiau nėra pakankamai eksperimentų, kad teoretikai būtų nuleisti į Žemę.

Ir vis dėlto grafenas yra gana paprasta sistema, nepanaši į tuos pačius aukštos temperatūros superlaidininkus. Ten sukrauta tiek daug dalykų: jų cheminės formulės gana sudėtingos, o kristalų struktūra sudėtinga – milijonas įvairiausių veiksnių. Todėl ypatingų proveržių apskritai nėra. Dabar – kiek? – Jau 25 metus spėliojo, bet negalima sakyti, kad mes ten kažką svarbaus supratome, kad problemą išsprendėme. O grafene, kadangi žmonės yra geri, nes teoretikai nepaprastai bendrauja su eksperimentuotojais, o sistema vis dar gana paprasta, pažanga yra milžiniška. Šiuo metu grafeno vienos dalelės teorijos lygiu (paprasčiausias modelis, kuriame krūvininkų sąveika tarpusavyje neatsižvelgiama) jau beveik viskas padaryta: sukurta kalba, o pagrindinė buvo atrasti padariniai. Prisipažįstu, net šiek tiek pabodo ir galvojau persikelti į kitą sritį. Bet vėlgi, dėl milžiniškos eksperimento technikos pažangos, mėginių kokybė jau tapo tokia aukšta, kad tapo įmanoma užgniaužti visas šias balas, apie kurias kalbėjau ir kurios neleidžia atsirasti bet kokiam subtiliam poveikiui. pastebėta, labai priartėti prie vadinamojo Dirako taško, prie įdomiausio atvejo, ir eksperimentiškai pradėti stebėti daugelio dalelių efektai – efektai, kurie iš esmės yra susiję būtent su elektronų tarpusavio sąveika. Ir tarsi vėl atsiveria naujas pasaulis. Tai yra, grafeno teorijos ateitis slypi būtent dėl ​​tokių daugelio dalelių efektų - dabar čia yra daug įdomių užduočių.

Jūs paminėjote Dirac tašką. Papasakok daugiau apie ją.

Tikiuosi, kad jūsų skaitytojai iš mokyklos laikų prisimena, kad vienas iš kvantinės mechanikos atspirties taškų buvo Nielso Bohro atomo teorija. Viena iš pagrindinių šios teorijos nuostatų teigė, kad atomo elektronai negali turėti jokios energijos, o tik tam tikrus atskirus energijos lygius. Dabar tai jau ne kartą išbandyta praktikoje – pavyzdžiui, izoliuotose sistemose (jie netgi gali būti vadinami „dirbtiniais atomais“), vadinamose kvantiniais taškais, energijos spektras yra diskretus (tai yra, susideda iš atskirų reikšmių).

Jei pereiname prie kietųjų kūnų, spektras yra sudėtingesnis. Įprastiniuose puslaidininkiuose susiduriame su tokia situacija: kai kurios energijos juostos yra visiškai užpildytos, o kai kurios - visiškai tuščios. Jei turime iš dalies užpildytą šių leidžiamų energijų juostą, tai yra metalas, laidininkas. Jei vienos juostos visiškai užpildytos, o kitos tuščios, tai yra puslaidininkis arba izoliatorius. Grafenas yra gana unikalus, nes jo pagrindinėje būsenoje taip pat yra visiškai užpildyta juosta ir visiškai tuščia juosta, tačiau tarp jų nėra tarpo. Ir jei pažiūrėtumėte, kaip visa tai atrodo, nupieškite piešinį, kaip veikia šis energijos centras, tada šią užpildytą juostelę galima pavaizduoti kaip savotišką kūgį, ant kurio viršuje stovi tas pats kūgis. Įdomiausia vieta elektronų spektre yra ši kūgio viršūnė. Na, o jei, kaip žinome puslaidininkių fizikoje, metalų fizikoje, bandysime sukurti kokį nors modelį – mes, fizikai, sakome Hamiltoną – apibūdinantį tokią situaciją, tai jis bus labai panašus į reliatyvistinio Dirako Hamiltono. Kvantinė mechanika.

Šis taškas vadinamas Dirako tašku. Jei grafenas nėra legiruotas (tai yra, mes į grafeną papildomai neįkišame nei elektronų, nei skylių), tai šiuo metu yra įdomiausia fizika.

Šiuo metu atsiranda labai įdomūs elektroniniai efektai. Vienas iš mūsų supratimo apie kietąsias medžiagas ir kondensuotą būseną apskritai (kietąsias medžiagas ir skysčius) pagrindų yra Fermi skysčio teorija, kurią sukūrė didysis sovietų fizikas Levas Landau. Grubiai tariant, ši teorija sako, kad vieno elektrono elektronų sąveikos teorijos pridėjimas prie lygčių nesukelia jokių naujų kokybinių efektų, tai yra tai nėra labai svarbu – kai kurie modelio parametrai tiesiog pasikeičia. Tarkim, vietoj vienos masės reikšmės – magnetinio momento, reikia atsižvelgti į kitas, ir viskas. Štai kodėl modelis su nesąveikaujančiais elektronais paprastai pateikia tokį gerą aproksimaciją.

Taigi, matyt, grafenas šalia Dirako taško yra išimtis, tai yra, Landau Fermi skysčio teorija ten neveikia. Ir apskritai tai ilgą laiką buvo žinoma kaip teorinė konstrukcija, pasiūlyta dar gerokai prieš mano draugo ir bendraautorio Paco Ginea bei kitų teoretikų Ispanijoje atradimą. Visa tai neseniai buvo eksperimentiškai patvirtinta. Ir dabar, man regis, pagrindinės grafeno srityje dirbančių teoretikų pastangos turėtų būti nukreiptos į šios ne Fermi-skystos būsenos suvokimą, į supratimą, kokių galima tikėtis tarpelektroninės sąveikos padarinių. Tai labai nauja, šviežia sritis, be galo patraukli darbui.

kokia ten matematika? Ar yra kažkas įdomaus ne tik fizikams?

Vieno elektrono teorija yra Dirako lygtis, formaliuoju požiūriu, tiesinės dalinės diferencialinės lygtys. Tai graži matematika. Net matematikai tai pripažįsta – žiūrėk, neseniai mūsų vaikinai (iš mūsų grupės) grįžo iš Sankt Peterburgo iš didelės konferencijos apie matematikos dienas apie difrakciją – 2013 m. Pavyzdžiui, norint sukurti rimtą, o ne tik kokybinę Kleino tuneliavimo matematinę teoriją, reikia naudoti labai gražią, elegantišką matematiką – vadinamąją pusiau klasikinę aproksimaciją, bet daug subtilesnę nei įprasto kvanto atveju. mechanika. Tiesiog atsižvelgti į šį Kleino tunelį.

O jei kalbame apie daugelio dalelių efektus grafene, tai pereiname į visiškai kitą lygmenį, kur jau reikia naudoti sudėtingus kvantinių dalelių ir lauko teorijos metodus, pavyzdžiui, tuos pačius metodus, kuriuos žmonės iš teorijos. elementariųjų dalelių, naudokite norėdami išsiaiškinti, kodėl nėra laisvųjų kvarkų. Ir vėl, aš esu įtrauktas į kai kuriuos iš šių darbų, bendradarbiauju su teorine grupe ITEP Maskvoje, kur mes bandome pritaikyti šiuos elementariųjų dalelių teorijos metodus tiriant daugelio dalelių poveikį grafene. Tai reiškia, kad apskritai yra matematikos kiekvienam skoniui, pradedant klasikine XIX amžiaus matematine fizika, baigiant dalinių diferencialinių lygčių studijomis ir baigiant modernia sudėtinga matematika ir skaitmeniniais metodais, kurie naudojami vadinamojoje fundamentaliojoje fizikoje. . Apskritai jau pirmuosiuose mūsų darbuose su Andrejumi ir Kostja buvo ryšys su šiuolaikine matematika, ta pačia geometrija ir topologija. Na, žinoma, ne tik šiandien, bet ir prieš 50 metų. Pavyzdžiui, Atiyah-Singer teorema. Ir tai jau nėra blogai – pavyzdžiui, kietojo kūno fizikoje dažniausiai užtenka 150 metų senumo matematikos.

Keletas klausimų nuošalyje. Gerai žinoma, kad esate tikintysis – stačiatikis. Ar tai netrukdo jūsų bendravimui su užsienio kolegomis? Jie sako, kad tarp šiuolaikinių fizikų yra daug ateistų.

Galiu pasakyti, kad man tai nesukelia absoliučiai jokių problemų bendraujant su kolegomis, bent jau Vakaruose. Manau, visi žino, ir aš to tikrai neslepiu. Netgi sakyčiau, tipiškas požiūris toks, geranoriškai nesuinteresuotas. Dauguma, manau, tai tik būgnas, nes mokslininkas turi būti vertinamas pagal jo mokslinį darbą. Jei galite pakalbėti su manimi apie kokį nors įdomų mokslą, tada jie kalbės apie įdomų mokslą. Tai yra temos, kurios paprastai nėra ypač įprastos viešumoje. Aptariate juos su artimais draugais ir pan. Turiu artimų draugų, fizikų, ir jie patys gali turėti kitokių pažiūrų, bet bet kuriuo atveju jie visiškai gerbia ir supranta mano religines pažiūras. Kai buvau Rusijoje, kartu su savo bendraautore kolege Valya Irkhin išleidau dvi knygas apie mokslą ir religiją - „Dangaus chartijos: 16 skyrių apie mokslą ir tikėjimą“ ir „Fenikso sparnai. Įvadas į kvantinę mitofiziką“ ( abi knygos yra lib.ru – ir – apytiksliai. „Tapes.ru“).

Tiesiog žmonės apskritai nelabai mąsto šia kryptimi, bet tuo pačiu, pavyzdžiui, su dideliu pasididžiavimu galiu pasakyti, kad Kostja Novoselovas, kai dar nebuvo Nobelio premijos laureatas, bet buvo dar labai jaunas žmogus pasakė, kad jis skaitė „Fenikso sparnus“ ir ji padarė jam didelį įspūdį. Žinoma, nenoriu muštis į krūtinę ir sakyti, kad tai aš, aš, padėjau jam tapti Nobelio premijos laureatu, bet bet kuriuo atveju mano pseudomokslinių knygų skaitymas jam nepakenkė. Taigi čia vyrauja ramus požiūris.

Kalbant apie tai, kaip aš asmeniškai tai derinu, man atrodo, kad čia svarbiausia suprasti, kad lygių nereikėtų maišyti. Mes nesame tik fizikai, mes juk žmonės, turime įvairių problemų, turime įvairių patyrimų – ir kasdienybės, ir kažkokios vidinės, dvasinės patirties, kas kartais vadinama mistine patirtimi. ir mūsų mokslinio darbo patirtis, bendraujame su moterimis, bendraujame su draugėmis, bendraujame su vaikais, tai yra, gyvename įvairiapusiškai ir nemanau, kad, tarkime, mano religinės pažiūros kaip nors tiesiogiai veikia mano mokslines darbas ar atvirkščiai, ar kokie mano literatūriniai užsiėmimai. Tiesiog žmogus yra daugialypis, kaip sakė Fiodoras Michailovičius Dostojevskis, „platus žmogus“, na, ir visa tai tinka ramiai. Tiesą sakant, aš neturiu jokių ypatingų problemų.

Kaip vertinate MEPhI Teologijos katedros atidarymą?

Iš principo, jei prisimenate pokštą apie Vovočką: man patiktų jūsų problemos, Marija Ivanovna, ir mano požiūris yra maždaug toks pat. Kiek skaičiau apie šią istoriją, tai tikrai ne itin gerai padaryta – ne dėl tikėjimo ar dar kažko, o tiesiog, kaip sakoma, pati to nesupratau, tik internete perskaičiau, kad valdžia ten sukosi, kas buvo daroma prieš žmonių norus, kad neatsižvelgė į nuomonę ir pan. Tai yra, tironija yra blogai. Jei šiuo atveju buvo tironija, tai yra blogai. O jei, kaip sakoma, tai buvo daroma pagal susitarimą (gal tai ne MEPhI), tai kam, na, yra skyrius, tegul kas nori, tas daro, kas nenori, to nedaro. Nematau tame visiškai jokios problemos. Mes turime teologijos fakultetą, turime, beje, apskritai katalikišką universitetą. Tai kas? Na, katalikas.

Ar jis pavadintas šventojo vardu?

Šventasis Radbodas, taip. Priešais pagrindinį administracinį pastatą turime paminklą Šv. Tomui Akviniečiui. Man tai jokiu būdu netrukdo. Suprantu, kad esu tikinti, ką iš manęs imti, bet manau, kad dauguma mano kolegų yra ateistai ir tai jiems taip pat netrukdo. Viskas gerai. Tiesiog viskas gerai. Puikiai suprantu, kad Rusijoje tai siaubingai skausminga problema vien dėl to, kad, pirma, ji itin politizuota. Antra, matyt, dalis vyresnės kartos žmonių vis dar turi prisiminimų apie priverstinį marksizmo-leninizmo smegenų plovimą sovietmečiu, apie tai galiu pasakyti daug dalykų - aš juk buvau priverstas baigti marksizmo universitetą. Leninizmas, Filosofijos katedra. Turiu diplomą, visas šis sugaištas laikas, vis tiek žags.

Bet, kita vertus, rezultatas mano atveju buvo visiškai priešingas norimam, aš ne tik netapau marksistas-leninistas, bet tapau idealistu, tikinčiu, aštriu antimarksistu, t. vieta tų, kurie bando sodinti kažkokią religinę, ortodoksinę, Taip, net ateistinę, bet ką, propagandą - pagalvočiau. Jei tai daroma siekiant susilaukti palankumo valdžiai ir kur nors sau pasidėti varnelę, tai ką čia diskutuoti - na, žvėriškumą ir žvėriškumą.

Jei kas nors nuoširdžiai mano, kad tokiu būdu žmonės gali būti pajudinti norima linkme, pateiksiu nuostabų priešingą pavyzdį. Jie išplovė man smegenis su šiuo marksizmu-leninizmu, nuplovė mane į tamsumą, į idealizmą, į kunigystę, kaip ten išreiškė Vladimiras Iljičius. Manau, kad toks kruopštumas sodinant stačiatikybę duos lygiai tokių pačių rezultatų, jie tiesiog išaugins ne šiaip ateistus, o karingus ateistus – man, kaip stačiatikiui, liūdna pagalvoti apie tokią perspektyvą. Žvelgiant iš šių dviejų požiūrių, kad apskritai bet kokia propaganda visada pasiekia tikslus, kurie yra tiesiogiai priešingi deklaruojamiems, o tironija nėra gerai ir reikia klausti žmonių nuomonės – aš neigiamai žiūriu į šią istoriją. Jei kalbėtume tiesiog apie Teologijos katedros ir Branduolinės fizikos katedros ir bet kurio kito sambūvį toje pačioje mokymo įstaigoje, tai aš dirbu tokioje įstaigoje devynerius metus, esu visiškai laimingas ir nematau jokios problemos. tai.