"Būtu bijis labāk bez Nobela prēmijas." Fiziķis Mihails Katsnelsons par atklājumiem

Jau iepriekš izdarīju atrunu: to, ko viņš dara, pasaulē saprot diezin vai daži simti cilvēku. Savā vārdā piebilstam, ka viņš ir arī īsts Nīderlandes Lauvas ordeņa kavalieris. Un Ļeņina komjaunatnes balvas ieguvējs. Ko, jūsuprāt, dara Mihails Katsnelsons? Nu, protams, grafēns!

Mihails Katsnelsons ir fiziķis, nāk no Magņitogorskas, kur mācījās skolā. Un Čeļabinskā mēs krustojāmies Spilgtās pagātnes balvas pasniegšanas ceremonijā (atgādinām, ka to piešķir mūsu slavenajiem tautiešiem, kuri strādā svešā zemē).

Tātad apspriest grafēnu filistru līmenī ar profesoru, protams, nav mūsu darīšana. Tiem, kas nezina, grafēns ir, tā sakot, divdimensiju materiāls. Ogleklis kļūst par grafēnu, kad to "izsmērē" ar tieši viena atoma biezu slāni. Un tad materiālam piemīt daudzas pārsteidzošas īpašības, kas vispār nav raksturīgas ogleklim. No grafēna plānots ražot subminiatūras elektroniskās sastāvdaļas. Tas ir viss, jūs nekad vairs neredzēsit vārdu grafēns šajā intervijā!

Un mēs runājām par zinātnes popularizētāja Katsnelsona aktivitātēm. Kopā ar Valentīnu Irhinu mūsu sarunu biedrs uzrakstīja grāmatu, kas pārsteidzoši atšķiras no fizikas mācību grāmatas: “Debesu statūti. 16 nodaļas par zinātni un ticību. "Statūtos" "augstākā līmeņa", tā teikt, fiziķi cenšas saskaņot reliģiju un dabaszinātņu konceptuālo aparātu. Kas ir "brīnums" no zinātnieka-vērotāja viedokļa? Vai dabas likumi un reliģiskie likumi nav pretrunā viens otram? Vai evaņģēlijs noliedz evolūcijas procesu? Grāmata ir publiskajā īpašumā, vispirms varat palaist acīs.

Mihail Iosifovič, pastāstiet man, kā jūs savā grafikā atradāt laiku, lai uzrakstītu grāmatu, kas, visticamāk, nenesīs dividendes, materiālus labumus? Vai atnest?

Nē, protams... Stāsts ir šāds. Tas bija 2000. vai 2001. gads, kad es biju Jekaterinburgā. 1998. gadā nomira mans skolotājs, man ļoti svarīga persona, akadēmiķis Sergejs Vasiļjevičs Valcovskis, un pēc viņa tika izdots grāmatas “Mūsdienu dabaszinātniskais pasaules attēls”, sava veida humanitāro zinātņu mācību grāmata par dabaszinātnēm, manuskripts. palika. Sergeja Vasiļjeviča radinieki vērsās pie manis un mana kolēģa Valentīna Irhina ar lūgumu pabeigt grāmatu, tur palika nepabeigta sadaļa par dabaszinātņu un reliģijas, mākslas attiecībām... Protams, biju šausmīgi pārsteigts, jo apsvēru un joprojām uzskatu sevi par ļoti slikti izglītotu cilvēku humanitārajās zinātnēs. Bet Valja Irhina mani pārliecināja: mēģināsim.

Mēs izgājām cauri neprātīgam grāmatu daudzumam, pabeidzām nodaļu, un, kamēr to darījām, iesaistījāmies un nolēmām uzrakstīt veselu grāmatu.

Tagad man tam nebūtu laika! Nav jau tā, ka es nesaņēmu dividendes, bet mūsu kolēģiem bija aizdomas par mūsu aktivitātēm, tas nebija īpaši iedrošināts. Tad, 2000. gadu sākumā, Krievijā bija grūti nodarboties ar zinātni, un tad es domāju, ka, tā kā nevaru strādāt zinātnisko darbu atbilstošā līmenī, tad nodarbošos ar popularizēšanu un mācīšanu. Tagad es nevaru neko tādu uzrakstīt, man nav laika, bet tad es to darīju ar lielu entuziasmu.

Debesu statūti citē tik daudz dažādu avotu, sākot no Bībeles un citiem reliģiskiem tekstiem līdz mūsdienu zinātniskajai fantastikai, piemēram, Ursula Le Guin. Vai jūs esat atbildīgs par fantāziju?

Valya Irkhin ir pilnīgi unikāls speciālists. Pēc profesijas viņš ir fiziķis, taču labi pārzina dažādu reliģiju kanoniskos tekstus. Jūs vienmēr varat saņemt padomu no viņa par jebkuru Bībeles tulkojumu jebkurā laikmeta valodā. Viņš arī pētīja indiešu tekstus un dažādus ... šeit viņš gatavoja citātu izlasi no kanoniskajiem tekstiem. Un zinātniskā fantastika, Visocka dziesmas un tā tālāk – es to sagatavoju. Tā teksts tapa kopā, es vairāk rakstīju tīri literāri.

Jūs saņēmāt atsauksmes par grāmatu: “Ko šie fiziķi atļaujas sev?! Kā viņi var spriest par tādām lietām? Varbūt tev rakstīja traki?

Nē, trakie nerakstīja. Taču kolēģi fiziķi uz to reaģēja ar lielām aizdomām. Neesmu dzirdējis nekādus nopietnus humānistu komentārus, bet daži mūsu sacerējumus ir vērīgi aplūkojuši pat, iespējams, sīkāk, nekā ir pelnījuši. Jo īpaši profesors Mirošņikovs (redaktora piezīme Jurijs Ivanovičs Mirošņikovs - tajā laikā Krievijas Zinātņu akadēmijas Urālu filiāles Filozofijas un tiesību institūta Filozofijas katedras vadītājs) uzrakstīja divus padziļinātus pārskatus un aicināja mūs uz piedalīties savas nodaļas zinātnisko darbu krājumos. Un es pat izlasīju dažas lekcijas maģistrantiem par zinātnes filozofiju. Un gluži otrādi, kādam likās, ka tas viss ir viegls, bet cilvēki ir smalki, šīs atsauksmes mani nesasniedza.

Mana acs aizķēra nodaļu "Brīnums". Es saprotu, ko jūs kā zinātnieks domājat ar šo vārdu: ļoti maz ticami notikumi. Vai tu tici īstiem brīnumiem?

Sarežģīts jautājums ir, kā saistīt ar brīnumiem. Uz Zemes dzīvo septiņi miljardi cilvēku, katru dienu notiek desmitiem un simtiem notikumu. Vai tas ir brīnums, ka lietus laikā viena lāse uzkrīt tieši uz kādas no žoga izspraustās naglas galvas? Nu ir daudz pilienu, daži noteikti trāpīs! Jūs varat iedziļināties. Jo īpaši slavenais psihologs Jungs izstrādāja sinhronitātes jēdzienu pretstatā cēloņsakarībai. Lielais vairums manu kolēģu par šādām idejām jūtas slikti, jo brīnumi neiederas mūsdienu pasaules ainā. Fiziķim tas ir bezjēdzīgi, es nezinu, ko ar to darīt. Bet kā cilvēks... daudzus notikumus var interpretēt kā brīnumus. Vai tas ir nepieciešams?

Kas jūs visvairāk pārsteidza zinātnes, inženierzinātņu, tehnoloģiju pasaulē 2017. gadā?

Ir tāda anekdote, ka čukči nav lasītāji, čukči ir rakstnieki! Šajā ziņā esmu iegrimis savā darbā, tāpēc šeit esmu neobjektīvs. Ir dažas gaumes, iecienītākās tēmas... Grūti skatīties objektīvi. Bet konkrēti man bija vairākas vizītes, vairākas sarunas, pēc kurām es pārskatīju savu attieksmi pret kvantu datoriem. Tagad man šķiet, ka aiz tā slēpjas kaut kas nopietns.

Piezīme. Red.: Kvantu dators ir hipotētiska ierīce, kas izmanto principiāli atšķirīgu aprēķinu loģiku, kas atšķiras no mūsdienu datoriem, pamatojoties uz kvantu fizikas postulātiem. Tas (teorētiski) dažus uzdevumus veiks triljoniem reižu ātrāk nekā pašreizējie superdatori.

Ko uzliek holandiešu bruņinieka tituls? Vai varbūt ir kādas priekšrocības, labi, vai veikalā vai aptiekā var izlaist rindu?

Nē, nekādu labumu nav! Bet svinīgos gadījumos ir nepieciešams nēsāt pasūtījuma stieni. Iespējams, ka es bruņniecību uztveru pārāk nopietni. Esmu krievu fiziķis, Krievijas pilsonis, bet tajā pašā laikā esmu Eiropas akadēmijas biedrs, šeit ir nozīmīte. Un šajā amatā es uzskatu, ka tas ir pienākums, ko esmu uzņēmies: dot ieguldījumu Krievijas un Eiropas attiecību uzlabošanā, īpaši zinātniskās sadarbības jomā. Lai gan es neesmu ne diplomāts, ne politiķis, cik vien iespējams. Reizēm holandiešu avīzes mani intervē, labi: lūk, krievu fiziķi, vari ar viņu parunāt par šo un to.

Ko tu atbildi, kad jautā, kāpēc tu nedzīvo Krievijā?

Redziet, diemžēl es savā dzimtenē nevaru strādāt pareizā līmenī. Es pastāvīgi apmeklēju Krieviju, strādāju ar Urālu federālo universitāti, un nevis uz papīra, bet tiešām, mēs pie tā strādājam. Kā fiziķis es uzplauku Nīderlandē. Protams, žēl, bet darbs mani tur. Ko es tur darīšu, kad būšu pensijā? Es vēl nezinu.

Mākslinieciskā vadītāja vietnieks, producents

Pēc Gņesina institūta absolvēšanas 1976. gadā viņš iestājās vienā no labākajiem orķestriem pasaulē - PSRS Valsts radio un televīzijas Lielajā simfoniskajā orķestrī, vēlāk BSO. P.I.Čaikovskis, kuru jau 40 gadus vada izcilais krievu diriģents Vladimirs Fedosejevs.

15 gadu darba laikā BSO viņš tikās ar slaveniem mūziķiem un žurnālistiem, kas palīdzēja viņa turpmākajā producenta darbā, ko viņš dara pēdējos 25 gadus.

Vēl viens vijolnieks...

Gandrīz 20 gadus strādājis ar V. I. Fedosejevu kā vijolnieks, režisors, producents

Rūdolfs Baršajs pēc ilgas prombūtnes diriģēja Krievijā, producents bija M. Katsnelsons.

No 1991. līdz 1994. gadam viņš strādāja Krievijas Nacionālajā orķestrī - pirmajā privātajā Krievijas orķestrī - Mihaila Pļetņeva vadībā, kurš izveidoja spožu pianista un diriģenta karjeru.

Ar Pletņeva orķestri spēlēja tikai labākie solisti (Mihails Pletņevs un Viktors Tretjakovs)

Kreisajā pusē M. Katsnelsons ar sievu Jeļenu, labajā žurnāliste, TV raidījumu vadītāja S. Nikolajeviča ar pirmo RNO producentu T. Suhačovu, centrā ir jauna amerikāņu diriģente.

Šajā orķestrī M. Katsnelsons pārstāja būt vijolnieks un kļuva par šīs grupas vadītāju. Orķestris bija tikko izveidots, tā sakari mākslas un žurnālistikas pasaulē bija pieprasīti, sākās tā administratīvā un producējošā darbība. Darbs privātajā orķestrī man iemācīja sadarboties ar sponsoriem un investoriem. Tieši RNO viņš ieguva nenovērtējamu pieredzi, strādājot ar bankām un lieliem uzņēmumiem, kuri vēlas investēt radošos projektos.

Tagad rokās nav vijole, bet dokumenti

Kopā ar austriešu vijolnieci Julianu Rakhlinu festivālā Violinist for All Seasons

Kopā ar Juriju Bašmetu Konservatorijas Lielās zāles mākslinieciskajā telpā pēc Alekseja Ribņikova koncerta altam, čellam un kamerorķestrim pirmatskaņojuma.

Ar Nikolaju Petrovu. Viņa festivālā "Kremļa mūzikls" bija režisors
Zuben Metta ar sievu, tiekoties Šeremetjevas lidostā
Jekaterina Mečetina ir A. Ribņikova darbu pirmā izpildītāja: Concerto Grosso Nr. 1,2 un klaviersonātes Nr. viens

Šī pieredze viņam palīdzēja, kad viņš vairākus gadus strādāja kopā ar Borisu Belenkiju projektā Crystal Turandot, Aleksandru Krauteru mākslinieciskajā aģentūrā Krauterkontsert un Nikolaju Petrovu, PSRS Tautas mākslinieku starptautiskajā festivālā Muzikālais Kremlis. Šajos projektos viņam izdevies piesaistīt ne tikai finanses, bet arī dizainerus, administratorus, daudzus mūziķus un māksliniekus, ar kuriem sadarbojies jau iepriekš.

2004. gadā Katsnelsons izveidoja māksliniecisko aģentūru Concert City un vadīja vairākus lielus projektus, tostarp izcilā vijolnieka Jūlija Sitkovetska 80. gadadienai veltīto starptautisko festivālu "Vijolnieks visiem gadalaikiem", uz kuru tika uzaicinātas pasaules zvaigznes: Julian Rakhlin (vijole, Austrija), Žanīna Jensena (vijole, Holande), Alena Baeva (vijole, Krievija), Liāna Isakadze (vijole, Gruzija), Aleksandrs Rudins (čells, Krievija), Bella Davidoviča (klavieres, ASV), Dmitrijs Sitkovetskis (diriģents, vijole, Apvienotā Karaliste).

Aģentūrā Crowtherconcert viņam bija iespēja tikties un sadarboties ar tādām personībām kā Metropolitēna operas mākslinieciskais vadītājs Džeimss Levins, Izraēlas Filharmonijas orķestra galvenais diriģents Zubens Metta, Metropolitēna operas izcilais soprāns Jevgeņijs Ketlīna Betla. Kisins ir pasaules pianists un, protams, sadarbojas ar festivālu Chereshnevy Les un tā dibinātāju Mihailu Kusniroviču, kurš radīja radošāko Maskavas mākslas projektu.

Festivālā Cherry Forest sākās viņa sadarbība ar Alekseju Ribņikovu. Simfonijas Nr. 5 "Mirušo augšāmcelšanās" diriģenta Teodora Currentzis vadībā, vēlāk kompānijā Melodiya bija iespēja izdot disku ar šī koncerta videoierakstu. Un koncerts zālē. Čaikovskis un DVD guva panākumus sabiedrībā un kritiķu vidū, un viņš saņēma Alekseja Ribņikova piedāvājumu sākt strādāt pie saviem simfoniskajiem projektiem kā producentam. Pēdējos gados ir notikuši vairāki nozīmīgi koncerti, audio un video ieraksti ar Alekseja Ribņikova mūziku labākajās Maskavas zālēs un ar labākajiem diriģentiem un solistiem: diriģentiem Valēriju Gergijevu, Vladimiru Fedosejevu, Aleksandru Sladkovski, Marku Gorenšteinu, solistiem - Jurijs Bašmets, Aleksandrs Kņazevs, Alena Baeva, Jekaterina Mečetina, Boriss Andrianovs un daudzi citi.

Ketlīna Battle - Metropolitēna operas zvaigzne

Ar Jevgeņiju Kissinu pēc triumfāla koncerta

Ar Maiju Plisecku komponista 70. dzimšanas dienai veltītajā R. Ščedrina pašportretu festivālā

Kopš 2008. gada viņš sāka strādāt ar Alekseja Ribņikova teātri un gadu gaitā paguva organizēt teātra tūres uz Izraēlu, Baltijas valstīm, Somiju, ASV un Kanādu, sarīkot vairākus Ribņikova autorkoncertus ar mūziku teātrim un kino ( diriģents Sergejs Skripka), kā arī divi jubilejas koncerti Maskavas konservatorijas Lielajā zālē ar Valsts akadēmiskā simfoniskā orķestra piedalīšanos. Svetlanovs un Maskavas simfoniskais orķestris "Krievijas filharmonija".

Ar austriešu diriģentu un pianistu Justu Francu un čellistu Aleksandru Kņazevu, Ribņikova koncerta pirmo izpildītāju.

Kopā ar Vladimiru Spivakovu festivālā Cherry Wood

Ar Mstislavu Rostropoviču un timpānistu Valēriju Poļivanovu pašportretu festivālā, kas veltīts R. Ščedrina 70. jubilejai

Pateicoties ilggadējam kontaktam ar kompāniju Melodiya, M. Katsnelsonam izdevās izdot vairākus diskus ar Ribņikova skaņdarbiem: Concerto Grosso Nr. 1 "Zilais putns" un Concerto Grosso Nr. 2 Ziemeļu sfinksa, simfonija Nr. 5 "Mirušo augšāmcelšanās", čella koncerts (solists - Aleksandrs Kņazevs, diriģents - Aleksandrs Sladkovskis), padomju komponistu klaviermūzikas antoloģija, kā arī divu slavenu rokoperu "Juno un Avos" un "Zvaigzne un Death of Hoaquin Murieta » vinila diskos.

Ar Aleksandru Sladkovski, kurš izveidoja spožu diriģenta un mākslinieciskā vadītāja karjeru

Kopā ar pianisti Irinu Šnitki Jevgeņija Kisina koncertā

Ar Zoju Boguslavsku Triumfa balvas pasniegšanā Aleksejam Ribņikovam

Kopš 2017. gada M.N.Katsnelsons ir Krievijas Autoru biedrības direktoru padomes loceklis (priekšsēdētājs - Kričevskis Andrejs Borisovičs).

1976-1991 - Valsts televīzijas un radio apraides lielais simfoniskais orķestris, vēlāk BSO im. P.I. Čaikovskis (mākslinieciskais vadītājs, PSRS tautas mākslinieks - Vladimirs Fedosejevs) - orķestra mākslinieks

1991-1994 - Krievijas Nacionālais orķestris (mākslinieciskais vadītājs, Krievijas Federācijas tautas mākslinieks - Mihails Pletņevs) - orķestra mākslinieks, režisors

1994-1996 - "Brīvības mūzas" - "Kristāls Turandota" (teātra balva, mākslinieciskais vadītājs - Boriss Beļenkijs) - izpilddirektors

1994-1999 - BSO im. Čaikovskis (mākslinieciskais vadītājs, PSRS tautas mākslinieks - Vladimirs Fedosejevs) - režisors

1999-2001 - Valsts simfoniskais orķestris "Jaunā Krievija" (mākslinieciskais vadītājs, Krievijas Federācijas tautas mākslinieks Marks Gorenšteins) - direktors

2002-2004 - Krauterconcert (ģenerāldirektors - Aleksandrs Krauters) - producents

2004-2006 - Muzikālais Kremlis - Starptautiskais festivāls (mākslinieciskais vadītājs, PSRS tautas mākslinieks - Nikolajs Petrovs) - režisors

2006. g. prezentēt Semināru Alekseja Ribņikova vadībā, Alekseja Ribņikova teātris - mākslinieciskā direktora vietnieks, producents

Šī e-pasta adrese ir aizsargāta no mēstuļu robotiem. Lai skatītu, jums ir jābūt iespējotam JavaScript.

Saņēmis Krievijas dzimto Mihailu Katsnelsonu. Ziņojumā teikts, ka Katznelsons saņēma balvu par "daļiņu fizikas ideju izmantošanu grafēna izpētē". Kas īsti bija šīs idejas un kā tās tika izmantotas, Lente.ru pastāstīja pats Mihails Katsnelsons.

Lenta.ru: Šogad jūs saņēmāt Spinozas balvu. Kā izriet no oficiālā ziņojuma, darbam pie grafēna. Pastāstiet mums vairāk par tiem.

Pirmkārt, es teikšu, ka pirms visas šīs aktivitātes sākuma 2004. gadā es biju ļoti tālu no grafēna. Precīzāk, es nodarbojos ar magnētismu, stipri korelētu sistēmu fiziku (jebkura veida supravadītspēja). Bez nanocaurulēm, kvantu Hola efekta un citām grafēna speciālistam raksturīgām sekcijām. Tomēr 2004. gadā esmu šeit, Neimegenā ( Mihails Katsnelsons tajā laikā jau dzīvoja Nīderlandē - apm. "Tapes.ru"), tikās ar Andreju Geimu un Kostju Novoselovu. Kostja šeit bija maģistrants, tikko aizstāvēja disertāciju, un Andrejs bija klāt kā darba līdzvadītājs. Gribēju ar viņu parunāt par Kostjas disertāciju – tā bija par magnētismu, tēmu, kas man tajā laikā bija tuva. Andrejs gandrīz uzreiz man pateica, ka viņi vairs nenodarbojas ar šo tēmu, un sāka uzdot dažus jautājumus, kas bija saistīti ar grafēnu - par Diraka elektroniem magnētiskajā laukā. Kaut kā, vārds pa vārdam, es tiku iesaistīts šajā aktivitātē.

Sākumā, jāatzīst, es to neuztvēru ļoti nopietni. Un tad izrādījās, ka es to daru jau astoņus gadus – tagad grafēna aktivitāte veido 70 procentus no visa mana darba. Iespējams, ka man nospēlēja fakts, ka nācu no cita apgabala, ļāva uz daudzām problēmām paskatīties no mazliet cita leņķa, no kura skatījās cilvēki ar, tā sakot, labā pagātnē. Tajā laikā bija zināms, ka pašreizējie grafēna nesēji ir (terminoloģija) bezmasas Diraka fermioni. Vienkāršā veidā tie atgādina daļiņas, kas tiek paātrinātas līdz ātrumam, kas atbilst gaismas ātrumam. Tas ir, šos pašus fermionus apraksta ar vienādojumiem, kas ir līdzīgi šādu relativistisku daļiņu vienādojumiem paātrinātājos, ar vienīgo atšķirību, ka gaismas ātruma lomu spēlē vērtība, kas ir 300 reizes mazāka par šo ātrumu. Ja vēlaties, tas ir Visuma modelis, kurā pasaules konstantes ir atšķirīgas, un fizikas likumi kopumā ir vienādi.

Spinozas balvu, kas nosaukta holandiešu filozofa Benedikta Spinozas vārdā, 1995. gadā organizēja Nīderlandes Zinātnisko pamatpētījumu organizācija (NWO). Šis ir augstākais zinātniskais apbalvojums Nīderlandē. To piešķir Nīderlandes zinātniekiem, kuri ir zinātnes līderi. Nav skaidra komisijas izskatīto zinātnes nozaru saraksta - lēmums par balvas piešķiršanu tiek pieņemts par katru izvirzīto zinātnieku atsevišķi. Uzvarētāji saņem bronzas Spinozas statuju, kā arī dala 2,5 miljonus eiro, ko var tērēt turpmākiem zinātniskiem pētījumiem.

Izrādījās, ka šāds skats no relativistiskās kvantu mehānikas (kvantu objektu teorijas, kas arī pakļaujas relativitātes teorijai) puses izrādījās ļoti auglīgs. Acīmredzot mūsu slavenākais darbs pie grafēna teorijas ir tas, ko mēs saucām par Kleina tunelēšanu (), un, cik es saprotu, tas tika īpaši atzīmēts balvā.

Par to viņa runā. Kvantu mehānikā ir tāda parādība – tunelēšana. Tas ir ļoti svarīgi, jo tas nosaka daudzas noderīgas parādības: dažus kodola sabrukšanas veidus, radioaktivitāti, efektus pusvadītāju elektronikā. Parādības būtība ir šāda: kvantu daļiņas, atšķirībā no klasiskajām, ar zināmu varbūtību var iziet cauri potenciālajiem šķēršļiem. Tas ir, ja jūs uzliekat sienu, tad daļiņa var izsūkties caur to. Šeit ir savs smalkums: tiek uzskatīts, ka kvantu mehānika darbojas visam mazajam, bet klasiskā mehānika visam lielajam, tāpēc, kad barjera kļūst augsta un plata, tad kvantu mehānikai jāsakrīt ar klasisko. Tas nozīmē, ka tunelēšanas nebūs. Bet ultrarelativistiskajām daļiņām visu veidu ļoti dziļu un interesantu iemeslu dēļ situācija ir atšķirīga: tās iziet cauri barjerai neatkarīgi no tā, cik augsta un plata tā ir. Tas ir tik ļoti vispārīgs un ļoti interesants īpašums, ko mēs nosaucām par Kleina tunelēšanu, jo tas ir kaut kādā veidā saistīts ar tā saukto Kleina paradoksu kvantu mehānikā (es noteikti to tagad nepaskaidrošu). Laika gaitā izrādījās, ka tā ir ļoti svarīga lieta. Trīs gadus vēlāk šis efekts tika eksperimentāli apstiprināts. Man, protams, pāri galvai bija prieks: teorētiķim tas ir augstākais prieks – kaut ko pareizi paredzēt. Ne bieži tas izdodas.

Un kurš apstiprināja?

Pirmā bija Filipa Kima grupa Kolumbijas universitātē Ņujorkā (starp citu, tie bija Andreja un Kostjas galvenie konkurenti grafēna lietās). Tagad tas, iespējams, jau ir apstiprināts desmitiem darbu. Bet šī darba galvenais šarms ir tas, ka tas izskaidro, kāpēc grafēns principā ir interesants.

Fakts ir tāds, ka grafēnā, tāpat kā pusvadītājos, ir caurumi un elektroni. Šajā gadījumā materiālu ir viegli pārslēgt no vienas vadītspējas uz otru - piemēram, pārslēgties no caurumu vadītspējas (kad galvenie lādiņnesēji ir pozitīvi uzlādēti caurumi) uz elektronisko un otrādi. Lai to izdarītu, pietiek, teiksim, pielikt grafēna loksnei ārēju elektrisko spriegumu, ko angliski sauc par gate voltage. Tajā pašā laikā normālos apstākļos grafēns vienmēr satur iekšējas neviendabības, tas ir, ir reģioni ar elektronisko vadītspēju un ir reģioni ar caurumu vadītspēju - tādi elektronu un caurumu baseini (). Kāpēc tas notiek? Tas ir saistīts, piemēram, ar to, ka grafēns ir divdimensiju, un jebkuras divdimensiju sistēmas piedzīvo spēcīgas svārstības jebkurā ierobežotā temperatūrā. Tātad, ja nebūtu Kleina tunelēšanas, kas ļauj elektroniem iziet cauri caurumu reģioniem un otrādi, tad visi grafēna elektroni atrastos šajos savos baseinos un pats grafēns nebūtu vadošs materiāls.

Vēl viens svarīgs fakts: gandrīz jebkurā citā pusvadītāju materiālā nevar nepārtraukti pāriet no elektroniskās uz caurumu vadītspēju, jums noteikti jāiet cauri izolatora zonai, kad materiāls pārstāj vadīt vispār. Tomēr grafēnā šāda reģiona nav - tas ir arī dažādu relativistisku efektu sekas, kas aprakstītas manā darbā par grafēna kvantu minimālo vadītspēju.

Lai kā arī būtu, bet tas viss liecina, ka grafēna elektroniku nevar uzbūvēt kā silīcija vai germānija elektronikas analogu. Vienkāršākajos tranzistoros, pieslēdzot spriegumu centrālajam reģionam (piemēram, elektroniskajam), to var bloķēt vai atbloķēt. Kleina tunelēšanas dēļ jūs nekad nevarat bloķēt parasto tranzistoru grafēnā. Tas ir, grafēna tranzistors ir jāizkārto pavisam citādi.

Kopā ar Mančestras draugiem es piedalījos dažos fundamentālajos darbos šajā jomā – kā pareizi izgatavot grafēna tranzistoru. Labākais, ko mēs varētu piedāvāt, ir tā sauktā vertikālā ģeometrija. Izmantojot šādu shēmu, strāva neplūst caur grafēna loksni, bet gan no vienas loksnes uz otru ( un ).

Jāsaka, ka visi pārējie manis teiktie vārdi – minimālas kvantu vadītspējas, caurumu un elektronu baseinu esamība – arī tas ir saistīti ar dažiem maniem darbiem. Tas ir, no mana viedokļa, man izdevās ievērojami piedalīties šīs jaunās jomas valodas veidošanā, kuru kopumā tagad izmanto visi. Un es priecājos, ka zinātnieku aprindām šie darbi šķita svarīgi.

Kāds ir visas šīs zinātnes pašreizējais stāvoklis? Jūs sakāt, ka pēdējos gados esat tajā aktīvi iesaistījies.

Lieliska kondīcija. Grafēns ir tikai pasaka vairāku iemeslu dēļ. Pirmkārt, cilvēki ir labi ( smejas).

Un, otrkārt, brīnišķīgs līdzsvars starp teoriju un eksperimentu, reāla pilnvērtīga sadarbība. Tas ir, tiklīdz tiek prognozēts kāds efekts, tas tiek nekavējoties pārbaudīts. Vai, teiksim, tiek veikts eksperiments - un teorētiķi nekavējoties ķeras pie saņemtās informācijas skaidrošanas. Mēs varam teikt, ka visa šī darbība ap grafēnu ir tikai fizikas paraugs. Ja, piemēram, salīdzinām ar kādu citu aktuālu modes jomu, kur kopumā daudzi cilvēki pat pamazām attālinās no grafēna - ar tā sauktajiem topoloģiskajiem izolatoriem -, tad tāds līdzsvars, manuprāt, vēl nav bijis. sasniegts. Tur, rupji runājot, uz vienu eksperimentētāju ir simts (vai tūkstotis) teorētiķu. Fantāzija darbojas visiem, taču nav pietiekami daudz eksperimentu, lai teorētiķus nolaistu uz Zemes.

Un tomēr grafēns ir diezgan vienkārša sistēma, nevis kā tie paši augstas temperatūras supravadītāji. Tur ir sakrauts tik daudz lietu: to ķīmiskās formulas ir diezgan sarežģītas, un kristāla struktūra ir sarežģīta — miljons dažādu faktoru. Tāpēc kopumā nekādu īpašu izrāvienu nav. Tagad - cik? – 25 gadus cilvēki ir čakarējuši, bet nevar teikt, ka mēs tur kaut ko būtisku sapratām, ka problēmu atrisinājām. Un grafēnā, tā kā cilvēki ir labi, jo teorētiķi ļoti mijiedarbojas ar eksperimentētājiem un tā kā sistēma joprojām ir salīdzinoši vienkārša, progress ir milzīgs. Šobrīd grafēna vienas daļiņas teorijas līmenī (vienkāršākais modelis, kurā netiek ņemta vērā lādiņnesēju savstarpējā mijiedarbība) gandrīz viss jau ir izdarīts: ir izstrādāta valoda, un galvenais ir atklāti efekti. Es atzīstos, ka man pat kļuva nedaudz garlaicīgi, un es domāju par pārcelšanos uz citu rajonu. Bet atkal sakarā ar to, ka eksperimenta tehnikas milzīgais progress, paraugu kvalitāte jau ir kļuvusi tik augsta, ka ir kļuvis iespējams nomākt visas šīs peļķes, par kurām es runāju un kas novērš jebkādas smalkas sekas no tiek novērots, ļoti tuvu tā sauktajam Diraka punktam, visinteresantākajam gadījumam, un eksperimentāli sāka novērot daudzu daļiņu efektus - efektus, kas būtībā ir saistīti tieši ar elektronu mijiedarbību savā starpā. Un it kā atkal atveras jauna pasaule. Tas ir, grafēna teorijas nākotne ir tieši ar tik daudzu daļiņu efektiem - tagad šeit ir daudz interesantu uzdevumu.

Jūs pieminējāt Diraka punktu. Pastāstiet mums vairāk par viņu.

Es ceru, ka jūsu lasītāji no skolas laikiem atceras, ka viens no kvantu mehānikas sākumpunktiem bija Nīlsa Bora teorija par atomu. Viens no šīs teorijas galvenajiem noteikumiem noteica, ka elektroniem atomā nevar būt nekāda enerģija, bet tikai daži atsevišķi enerģijas līmeņi. Tagad tas jau ir vairākkārt pārbaudīts praksē – piemēram, izolētās sistēmās (tās pat var saukt par "mākslīgajiem atomiem"), kas pazīstamas kā kvantu punkti, enerģijas spektrs ir diskrēts (tas ir, tas sastāv no atsevišķām vērtībām).

Ja mēs pārejam uz cietām vielām, tad spektrs ir sarežģītāks. Parastajos pusvadītājos mēs saskaramies ar šo situāciju: dažas enerģijas joslas ir pilnībā aizpildītas, bet dažas ir pilnīgi tukšas. Ja mums ir daļēji piepildīta šo atļauto enerģiju josla, tas ir metāls, vadītājs. Ja dažas joslas ir pilnībā aizpildītas, bet citas ir tukšas, tas ir pusvadītājs vai izolators. Grafēns ir diezgan unikāls, jo sākotnējā stāvoklī tam ir arī pilnībā piepildīta josla un pilnīgi tukša josla, taču starp tām nav atstarpes. Un, ja paskatās, kā tas viss izskatās, uzzīmējiet attēlu, kā darbojas šis enerģētiskais centrs, tad šo piepildīto sloksni var attēlot kā sava veida konusu, uz kura augšā stāv tas pats konuss. Visinteresantākā vieta elektronu spektrā ir šī konusa virsotne. Nu, ja mēs, kā zināms pusvadītāju fizikā, metālu fizikā, mēģināsim uzbūvēt kaut kādu modeli - mēs, fiziķi, sakām Hamiltonianu -, kas apraksta šādu situāciju, tad tas būs ļoti līdzīgs relativistiskā kvantu Diraka Hamiltonianam. mehānika.

Šo punktu sauc par Diraka punktu. Ja grafēns nav leģēts (tas ir, mēs grafēnā papildus nebāzam ne elektronus, ne caurumus), tad šajā brīdī ir visinteresantākā fizika.

Šajā brīdī parādās ļoti interesanti elektroniskie efekti. Viens no mūsu izpratnes par cietajām vielām un kondensēto stāvokli kopumā (cietām vielām un šķidrumiem) pamatiem ir izcilā padomju fiziķa Leva Landau izstrādātā Fermi šķidruma teorija. Aptuveni runājot, šī teorija saka, ka elektronu mijiedarbības viena elektrona teorijas pievienošana vienādojumiem neizraisa nekādus jaunus kvalitatīvus efektus, tas ir, tas nav īpaši svarīgi - daži modeļa parametri vienkārši mainās. Sakiet, vienas masas vērtības, magnētiskā momenta, vietā ir jāņem vērā citi, un viss. Tāpēc modelis ar elektroniem, kas mijiedarbojas, parasti sniedz tik labu tuvinājumu.

Tātad, acīmredzot, grafēns netālu no Diraka punkta ir izņēmums, tas ir, Landau Fermi šķidruma teorija tur nedarbojas. Un kopumā tas jau ilgu laiku bija pazīstams kā teorētiska konstrukcija, ko ilgi pirms grafēna atklāšanas ierosināja mans draugs un līdzautors Paco Ginea un citi teorētiķi Spānijā. Tas viss nesen tika eksperimentāli apstiprināts. Un tagad, man šķiet, grafēna jomā strādājošo teorētiķu galvenie centieni ir jākoncentrē uz šī nefermi-šķidrā stāvokļa izpratni, uz izpratni, kāda veida starpelektroniskās mijiedarbības sekas var sagaidīt. Šī ir tik ļoti jauna, svaiga joma, kas ir ārkārtīgi pievilcīga darbam.

Kāda tur matemātika? Vai ir kaut kas interesants ne tikai fiziķiem?

Viena elektrona teorija ir Diraka vienādojums, no formālā viedokļa, lineāri daļēji diferenciālvienādojumi. Tā ir skaista matemātika. Pat matemātiķi to atzīst - tur nesen mūsu puiši (no mūsu grupas) atgriezās no Sanktpēterburgas no lielas konferences par matemātikas dienām Diffraction - 2013. Piemēram, lai izveidotu nopietnu, nevis tikai tīri kvalitatīvu matemātisko Kleina tunelēšanas teoriju, ir jāizmanto ļoti skaista, eleganta matemātika - tā sauktā pusklasiskā tuvināšana, bet daudz smalkāka nekā parastā kvantu gadījumā. mehānika. Tikai, lai ņemtu vērā šo Kleina tuneli.

Un, ja mēs runājam par daudzdaļiņu efektiem grafēnā, tad mēs pārejam uz pavisam citu līmeni, kur jau ir nepieciešams izmantot sarežģītas kvantu daļiņu metodes un lauka teoriju, piemēram, tās pašas metodes, kuras cilvēki no teorijas. elementārdaļiņas izmanto, lai noskaidrotu, kāpēc nav brīvu kvarku. Un atkal es esmu iesaistīts dažos no šiem darbiem, es sadarbojos ar teorētisko grupu ITEP Maskavā, kur mēs cenšamies pielietot šīs elementārdaļiņu teorijas metodes, lai pētītu daudzu daļiņu efektus grafēnā. Tas ir, kopumā matemātika katrai gaumei, sākot no klasiskās matemātiskās fizikas XIX gadsimtā, daļēju diferenciālvienādojumu izpēti un beidzot ar modernu izsmalcinātu matemātiku un skaitliskām metodēm, ko izmanto tā sauktajā fundamentālajā fizikā. . Kopumā jau mūsu pirmajos darbos ar Andreju un Kostju bija saikne ar mūsdienu matemātiku, tā pati ģeometrija un topoloģija. Nu, protams, ne tikai šodien, bet tajā, kas bija pirms 50 gadiem. Piemēram, Atiyah-Singer teorēma. Un tas jau nav slikti - piemēram, cietvielu fizikā parasti pietiek ar matemātiku pirms 150 gadiem.

Daži jautājumi malā. Ir labi zināms, ka jūs esat ticīgais – pareizticīgais kristietis. Vai tas netraucē jūsu saziņai ar ārzemju kolēģiem? Viņi saka, ka mūsdienu fiziķu vidū ir daudz ateistu.

Varu teikt, ka tas man nesagādā absolūti nekādas problēmas komunikācijā ar kolēģiem, vismaz Rietumos. Es domāju, ka visi zina, un es to īsti neslēpju. Es pat teiktu, ka tipiskā attieksme ir tāda, labestīgi neieinteresēta. Lielākā daļa, manuprāt, ir tikai bungas, jo zinātnieks ir jāvērtē pēc viņa zinātniskā darba. Ja jūs varat runāt ar mani par kādu interesantu zinātni, tad viņi runās ar mani par interesantu zinātni. Tās ir tāda veida tēmas, kuras parasti nav īpaši ierasts izkļūt publiski. Jūs tos apspriežat ar tuviem draugiem un tā tālāk. Man ir tuvi draugi, fiziķi, un viņiem pašiem var būt kādi citi uzskati, bet jebkurā gadījumā viņi pilnībā ciena un saprot manus reliģiskos uzskatus. Kad biju Krievijā, kopā ar savu līdzautori, kolēģi Valju Irhinu, es izdevu divas grāmatas par zinātni un reliģiju - “Debesu hartas: 16 nodaļas par zinātni un ticību” un “Fēniksa spārni. Ievads kvantu mitofizikā" ( abas grāmatas ir lib.ru - un - apm. "Tapes.ru").

Vienkārši cilvēki kopumā īsti nedomā šajā virzienā, bet tajā pašā laikā, piemēram, ar lielu lepnumu varu teikt, ka Kostja Novoselovs, kad viņš vēl nebija Nobela prēmijas laureāts, bet bija vēl ļoti jauns cilvēks stāstīja, ka viņš lasījis "Fēniksa spārnus", un viņa uz viņu atstājusi spēcīgu iespaidu. Protams, es nevēlos sist pa krūtīm un teikt, ka tas biju es, es, es palīdzēju viņam kļūt par Nobela prēmijas laureātu, taču jebkurā gadījumā manu pseidozinātnisko grāmatu lasīšana viņam nepārprotami nekaitēja. Tāpēc šeit ir mierīga attieksme.

Runājot par to, kā es personīgi to kombinēju, man šķiet, ka vissvarīgākais šeit ir saprast, ka nevajadzētu jaukt līmeņus. Mēs neesam tikai fiziķi, mēs galu galā esam cilvēki, mums ir dažādas problēmas, mums ir dažāda veida pieredze - gan ikdienas dzīves pieredze, gan kaut kāda iekšēja, garīga pieredze, ko dažreiz sauc par mistisku pieredzi, un mūsu zinātniskā darba pieredze, mēs sazināmies ar sievietēm, mēs sazināmies ar draugiem, mēs sazināmies ar bērniem, tas ir, mēs dzīvojam daudzpusīgi, un es nedomāju, ka, teiksim, mani reliģiskie uzskati kaut kā tieši ietekmē manu zinātnisko. darbs vai otrādi, vai kādi ir mani literārie meklējumi. Vienkārši cilvēks ir daudzšķautņains, kā teica Fjodors Mihailovičs Dostojevskis, "plašs cilvēks", nu, un tas viss mierīgi iederas. Godīgi sakot, man ar to nav īpašu problēmu.

Kā jūs jūtaties par MEPhI Teoloģijas katedras atvēršanu?

Principā, ja atceraties joku par Vovočku: man patiktu jūsu problēmas, Marija Ivanovna, un tātad, mana attieksme ir aptuveni tāda pati. Cik es lasīju par šo stāstu, tad tas tiešām nebija īpaši labi uztaisīts - ne jau tāpēc, ka runa ir par ticību vai ko citu, bet vienkārši, kā saka, es pats to nesapratu, tikai internetā izlasīju, ka varas iestādes tur sagrozīja to, kas tika darīts pret tautas vēlmēm, ka neņēma vērā viedokli un tā tālāk. Tas ir, tirānija ir slikta. Ja šajā gadījumā bija tirānija, tad tas ir slikti. Un, ja, kā saka, tas tika darīts pēc vienošanās (varbūt tas nav MEPhI gadījums), tad kāpēc, nu, ir nodaļa, lai tas tur strādā, kurš negrib, tas ne. Es neredzu šajā jautājumā absolūti nekādu problēmu. Mums ir teoloģijas fakultāte, mums, starp citu, vispār ir katoļu universitāte. Nu ko? Nu, katolis.

Vai tas ir nosaukts svētā vārdā?

Svētais Radbods, jā. Mums ir piemineklis Sv. Akvīnas Tomam, iepretim galvenajai administratīvajai ēkai. Mani tas nekādā veidā netraucē. Saprotu, ka esmu ticīga, ko no manis ņemt, bet domāju, ka lielākā daļa manu kolēģu ir ateisti un arī tas viņus īsti netraucē. Viss ir kārtībā. Vienkārši viss ir kārtībā. Es lieliski saprotu, ka Krievijā tas ir šausmīgi sāpīgs jautājums, jo tas, pirmkārt, ir ārkārtīgi politizēts. Otrkārt, acīmredzot daļai vecākās paaudzes joprojām ir atmiņas par marksisma-ļeņinisma piespiedu smadzeņu skalošanu padomju laikā, par to es varu pastāstīt daudz ko - es galu galā biju spiests absolvēt marksisma universitāti. Ļeņinisms, Filozofijas nodaļa. Man ir diploms, viss šis izniekotais laiks, joprojām žagas.

Bet, no otras puses, rezultāts manā gadījumā bija tieši pretējs vēlamajam, es ne tikai nekļuvu par marksistu-ļeņinistu, es kļuvu par ideālistu, ticīgo, asu antimarksistu, tas ir, vieta tiem, kas mēģina iestādīt kaut kādu reliģisko, pareizticīgo, Jā, pat ateistisko, vienalga, propagandu - es par to padomātu. Ja tas tiek darīts, lai iemantotu varas iestāžu labvēlību un kaut kur ieliktu ķeksīti sev, tad par ko diskutēt - nu, lopiskums un lopiskums.

Ja kāds no sirds domā, ka tādā veidā cilvēkus var iekustināt kādā vēlamā virzienā, sniegšu brīnišķīgu pretpiemēru. Viņi man izskaloja smadzenes ar šo marksismu-ļeņinismu, viņi mani ieskaloja tumsonībā, ideālismā, priesterībā, kā to tur izteica Vladimirs Iļjičs. Domāju, ka tāda rūpība pareizticības stādīšanā novedīs pie tieši tādiem pašiem rezultātiem, tie vienkārši radīs ne tikai ateistus, bet kareivīgus ateistus - man kā pareizticīgajam ir skumji domāt par šo perspektīvu. No šiem diviem viedokļiem, ka kopumā jebkura propaganda vienmēr sasniedz mērķus, kas ir tieši pretēji deklarētajiem, un ka tirānija nav laba un jāprasa cilvēku viedoklis - man ir negatīva attieksme pret šo stāstu. Ja mēs vienkārši runājam par teoloģijas katedras un kodolfizikas katedras un jebkura cita līdzāspastāvēšanu vienas mācību iestādes ietvaros, tad es tādā iestādē strādāju jau deviņus gadus, esmu pilnīgi laimīga un neredzu tajā absolūti nekādu problēmu. šis.