„Ar fi fost mai bine fără Premiul Nobel”. Fizicianul Mikhail Katsnelson despre descoperiri

Am făcut o rezervare dinainte: ceea ce face este înțeles de abia câteva sute de oameni din lume. În numele nostru, adăugăm că el este și un adevărat cavaler al Ordinului Leului Olandez. Și câștigătorul Premiului Lenin Komsomol. Ei bine, ce crezi că face Mikhail Katsnelson? Ei bine, grafen, desigur!

Mikhail Katsnelson este fizician, provine din Magnitogorsk, unde a studiat la școală. Și în Chelyabinsk, ne-am intersectat la ceremonia de decernare a premiului Bright Past (ne amintim că este acordat celebrilor noștri compatrioți care lucrează într-o țară străină).

Deci, să discutăm despre grafen la nivel filistin cu un profesor, desigur, nu este treaba noastră. Pentru cei care nu știu, grafenul este, ca să spunem așa, un material bidimensional. Carbonul devine grafen atunci când este „untat” cu un strat gros de exact un atom. Și apoi materialul prezintă multe proprietăți uimitoare care nu sunt deloc caracteristice carbonului. Este planificată să producă componente electronice subminiaturale din grafen. Gata, nu vei mai vedea niciodată cuvântul grafen în acest interviu!

Și am vorbit despre activitățile lui Katsnelson, popularizatorul științei. În colaborare cu Valentin Irkhin, interlocutorul nostru a scris o carte surprinzător de diferită de un manual de fizică: „Statutele raiului. 16 capitole despre știință și credință. În „Statute”, fizicienii de „nivel superior”, ca să spunem așa, încearcă să împace aparatul conceptual al religiilor și al științelor naturii. Ce este un „miracol” din punctul de vedere al unui om de știință-observator? Nu se contrazic legile naturii și legile religioase? Neagă Evanghelia procesul evolutiv? Cartea este în domeniul public, mai întâi puteți trece prin ochi.

Mihail Iosifovich, spune-mi, cum ai găsit timp în programul tău pentru a scrie o carte care este puțin probabil să aducă dividende, beneficii materiale? Sau aduc?

Nu, desigur... Povestea e așa. Era 2000 sau 2001, când eram în Ekaterinburg. În 1998, a murit profesorul meu, o persoană foarte importantă pentru mine, academicianul Serghei Vasilievici Valtsovsky, iar după el manuscrisul cărții „Tabloul natural-științific modern al lumii”, un fel de manual de științe naturale pentru științe umaniste, a ramas. Rudele lui Serghei Vasilevici s-au adresat la mine și la colegul meu Valentin Irkhin cu o cerere de a finaliza cartea, secțiunea despre relația dintre știința naturii și religie, arta a rămas acolo neterminată... Desigur, am fost teribil de surprins, pentru că am considerat și încă mă consider o persoană foarte slab educată în științe umaniste. Dar Valya Irkhin m-a convins: hai să încercăm.

Am trecut printr-o cantitate nebună de cărți, am terminat un capitol și, în timp ce o făceam, ne-am implicat și am decis să scriem o carte întreagă.

Acum nu aș avea timp de asta! Nu este că nu am primit dividende, dar colegii noștri au fost suspicioși față de activitățile noastre, acest lucru nu a fost foarte încurajat. Apoi, la începutul anilor 2000, a fost dificil să fac știință în Rusia și apoi m-am gândit că, din moment ce nu pot face munca științifică la nivelul corespunzător, atunci voi fi angajat în popularizare și predare. Acum nu pot să scriu așa ceva, nu am timp, dar atunci o făceam cu mare entuziasm.

The Statutes of Heaven citează atât de multe surse diferite, de la Biblie și alte texte religioase până la science fiction modernă, Ursula Le Guin, de exemplu. Ești responsabil de fantezie?

Valya Irkhin este un specialist complet unic. Este de profesie fizician, dar cunoaște bine textele canonice ale diferitelor religii. Puteți obține întotdeauna sfaturi de la el cu privire la orice traducere a Bibliei în orice limbă din orice epocă. A studiat și texte indiene și o varietate de... aici pregătea o selecție de citate din texte canonice. Și science fiction, cântecele lui Vysotsky și așa mai departe - am pregătit-o. Așa a fost scris textul împreună, eu am scris mai mult pur literar.

Ați primit recenzii la carte: „Ce își permit acești fizicieni?! Cum pot judeca astfel de lucruri? Poate ți-au scris nebuni?

Nu, nebunii nu au scris. Dar colegii fizicieni au reacționat cu mare suspiciune. Nu am auzit niciun comentariu serios de la umaniști, dar unii s-au uitat atent la scrierile noastre chiar și, poate, mai în detaliu decât merită. În special, profesorul Miroshnikov (nota editorului Iuri Ivanovici Miroshnikov - la acea vreme șeful Departamentului de Filosofie al Institutului de Filosofie și Drept al Filialei Urale a Academiei Ruse de Științe) a scris două recenzii aprofundate și ne-a invitat să participa la colecțiile de lucrări științifice ale departamentului său. Și chiar am citit câteva prelegeri pentru studenți absolvenți despre filosofia științei. Și dimpotrivă, cuiva i s-a părut că totul este ușor, dar oamenii sunt delicati, aceste recenzii nu mi-au ajuns.

Ochiul mi-a atras capitolul „Minune”. Înțeleg ce vrei să spui tu, ca om de știință, prin acest cuvânt: evenimente foarte puțin probabile. Crezi în adevărate minuni?

Întrebarea dificilă este cum să ne raportăm la miracole. Pe Pământ trăiesc șapte miliarde de oameni, în fiecare zi au loc zeci și sute de evenimente. Este o minune că în timpul ploii o singură picătură cade exact pe capul unui cui care iese din gard? Ei bine, sunt o mulțime de picături, unele vor lovi cu siguranță! Poți să mergi mai adânc. În special, celebrul psiholog Jung a dezvoltat conceptul de sincronicitate, spre deosebire de cauzalitate. Marea majoritate a colegilor mei se simt prost pentru astfel de idei, pentru că miracolele nu se încadrează în imaginea modernă a lumii. Pentru un fizician, acest lucru este lipsit de sens, nu știu ce să fac cu el. Dar ca persoană... multe evenimente pot fi interpretate ca miracole. Este necesar?

Ce v-a impresionat cel mai mult în lumea științei, ingineriei, tehnologiei în 2017?

Există o astfel de anecdotă că Chukchi nu este un cititor, Chukchi este un scriitor! În acest sens, sunt absorbit de propria mea muncă, așa că sunt părtinitoare aici. Sunt niște gusturi, subiecte preferate... E greu să arăți imparțial. Dar mai ales, am avut mai multe vizite, mai multe conversații, după care mi-am reconsiderat atitudinea față de calculatoarele cuantice. Acum mi se pare că în spatele asta este ceva serios.

Notă. Ed: Un computer cuantic este un dispozitiv ipotetic care folosește o logică fundamental diferită a calculelor, diferită de computerele moderne, bazată pe postulatele fizicii cuantice. Va îndeplini (teoretic) unele sarcini de trilioane de ori mai repede decât supercalculatoarele actuale.

Ce obligă titlul de cavaler olandez? Sau poate că există unele beneficii, ei bine, poți sări peste coada la un magazin sau farmacie?

Nu, nu există beneficii! Dar în ocazii solemne este necesar să purtați o bară de comandă. Poate că iau cavalerismul prea în serios. Sunt fizician rus, cetățean al Rusiei, dar în același timp sunt membru al Academiei Europene, iată insigna. Și în această calitate, cred că este o datorie pe care mi-am asumat-o: să contribui la îmbunătățirea relațiilor dintre Rusia și Europa, în special în domeniul cooperării științifice. Deși nu sunt diplomat, nici politician, din câte pot. Uneori, ziarele olandeze îmi intervievează, e bine: aici, un fizician rus, poți vorbi cu el despre asta și asta.

Ce răspunzi când te întreabă de ce nu locuiești în Rusia?

Vedeți, din păcate, nu pot lucra la nivelul potrivit în patria mea. Vizitez Rusia în mod constant, lucrez cu Universitatea Federală Ural, și nu pe hârtie, dar într-adevăr, lucrăm la asta. Ca fizician, am înflorit în Țările de Jos. Desigur, este păcat, dar munca mă ține în continuare. Ce voi face acolo când ies la pensie? Nu știu încă.

Director artistic adjunct, producător

După ce a absolvit Institutul Gnessin în 1976, a intrat într-una dintre cele mai bune orchestre din lume - Marea Orchestră Simfonică a Radioului și Televiziunii de Stat URSS, mai târziu BSO. P.I. Ceaikovski, care a fost condus de remarcabilul dirijor rus Vladimir Fedoseev timp de 40 de ani.

Pe parcursul a 15 ani de activitate în BSO, s-a întâlnit cu muzicieni și jurnalisti celebri, ceea ce i-a ajutat în continuarea activității sale de producător, pe care o face în ultimii 25 de ani.

Un alt violonist...

A lucrat cu V. I. Fedoseev aproape 20 de ani ca violonist, regizor, producător

Rudolf Barshai, după o lungă absență, a condus în Rusia, producătorul a fost M. Katsnelson.

Din 1991 până în 1994 a lucrat în Orchestra Națională Rusă - prima orchestră privată rusă - sub conducerea lui Mihail Pletnev, care a făcut o carieră strălucitoare ca pianist și dirijor.

Doar cei mai buni soliști au cântat cu Orchestra Pletnev (Mikhail Pletnev și Viktor Tretyakov)

În stânga M. Katsnelson cu soția sa Elena, în dreapta jurnalist, prezentatorul TV S. Nikolaevich cu primul producător al RNO ​​T. Sukhacheva, în centru este un tânăr dirijor american

În această orchestră, M. Katsnelson a încetat să mai fie violonist și a devenit directorul acestui grup. Orchestra tocmai fusese creată, legăturile ei în lumea artistică și jurnalistică erau solicitate, iar activitățile sale administrative și de producție au început. Lucrul într-o orchestră privată m-a învățat să cooperez cu sponsorii și investitorii. La RNO a câștigat o experiență neprețuită de lucru cu bănci și companii mari care doresc să investească în proiecte creative.

Acum în mâini nu este o vioară, ci documente

Cu violonistul austriac Yulian Rakhlin la festivalul Violinist for All Seasons

Cu Yuri Bashmet în sala artistică a Sălii Mari a Conservatorului după premiera concertului pentru violă, violoncel și orchestră de cameră al lui Alexei Rybnikov

Cu Nikolai Petrov. La festivalul său „Kremlin Musical” a fost director
Zuben Metta cu soția sa, întâlnirea pe aeroportul Sheremetyevo
Ekaterina Mechetina este prima interpretă a lucrărilor lui A. Rybnikov: Concerto Grosso No. 1,2 și Sonate pentru pian nr. unu

Această experiență l-a ajutat când a lucrat câțiva ani cu Boris Belenky la proiectul Crystal Turandot, Alexander Krauter la agenția artistică Krauterkontsert și Nikolai Petrov, Artistul Poporului al URSS, la festivalul internațional Musical Kremlin. În aceste proiecte, a reușit să atragă nu doar finanțe, ci și designeri, administratori, mulți muzicieni și artiști cu care a mai colaborat.

În 2004, Katsnelson a creat agenția artistică Concert City și a susținut mai multe proiecte majore, inclusiv festivalul internațional dedicat aniversării a 80 de ani a remarcabilului violonist Yulian Sitkovetsky „Violinist for All Seasons”, la care au fost invitate vedete mondiale: Yulian Rakhlin (vioară, Austria), Jeannine Jensen (vioară, Olanda), Alena Baeva (vioară, Rusia), Liana Isakadze (vioară, Georgia), Alexander Rudin (violoncel, Rusia), Bella Davidovich (pian, SUA), Dmitri Sitkovetsky (dirijor, vioară, REGATUL UNIT).

La agenția Crowtherconcert, a avut ocazia să cunoască și să colaboreze cu personalități precum James Levine, director artistic al Operei Metropolitane, Zuben Metta - dirijor-șef al Orchestrei Filarmonicii din Israel, Kathleen Battle - o soprană strălucită a Operei Metropolitane, Evgeny. Kisin - pianist al lumii și bineînțeles colaborează cu festivalul Chereshnevy Les și cu fondatorul acestuia Mihail Kusnirovici, care a creat cel mai creativ proiect de artă din Moscova.

La festivalul Pădurea Cireșului a început colaborarea sa cu Alexei Rybnikov. Premiera Simfoniei nr. 5 „Învierea morților” sub bagheta dirijorului Teodor Currentzis, ulterior s-a putut lansa un disc la compania Melodiya cu o înregistrare video a acestui concert. Și un concert în sală. Ceaikovski și DVD-ul au fost un succes la public și la critici și a primit o ofertă de la Alexei Rybnikov să înceapă să lucreze la proiectele sale simfonice ca producător. În ultimii ani, mai multe concerte semnificative, înregistrări audio și video cu muzica lui Alexei Rybnikov au avut loc în cele mai bune săli ale Moscovei și cu cei mai buni dirijori și solişti: dirijori Valery Gergiev, Vladimir Fedoseev, Alexander Sladkovsky, Mark Gorenstein, solişti - Yuri Bashmet, Alexander Knyazev, Alena Baeva, Ekaterina Mechetina, Boris Andrianov și mulți alții.

Kathleen Battle - vedeta de la Metropolitan Opera

Cu Evgeny Kissin după un concert triumfător

Cu Maya Plisetskaya la festivalul Autoportret al lui R. Shchedrin dedicat împlinirii a 70 de ani a compozitorului

Din 2008, a început să lucreze cu Teatrul Alexei Rybnikov și de-a lungul anilor a reușit să organizeze turnee ale teatrului în Israel, Țările Baltice, Finlanda, SUA și Canada, pentru a susține câteva concerte ale autorului lui Ribnikov cu muzică pentru teatru și cinema ( dirijorul Serghei Skripka), precum și două concerte aniversare în Sala Mare a Conservatorului din Moscova, cu participarea Orchestrei Simfonice Academice de Stat. Svetlanov și Orchestra Simfonică din Moscova „Filarmonica Rusă”.

Cu dirijorul și pianistul austriac Justus Franz și violoncelistul Alexander Knyazev, primul interpret al Concertului Rybnikov

Cu Vladimir Spivakov la Festivalul Cherry Wood

Cu Mstislav Rostropovici și timpanistul Valery Polivanov la Festivalul Autoportret dedicat aniversării a 70 de ani a lui R. Shchedrin

Datorită unui contact de lungă durată cu compania Melodiya, M. Katsnelson a reușit să lanseze mai multe discuri cu compozițiile lui Rybnikov: Concerto Grosso No. 1 „Blue Bird” și Concertul Grosso nr. 2 Sfinxul de Nord, Simfonia nr. 5 „Învierea morților”, concert pentru violoncel (solist - Alexander Knyazev, dirijor - Alexander Sladkovsky), o antologie de muzică pentru pian a compozitorilor sovietici, precum și remake-uri a două celebre opere rock „Juno și Avos” și „Steaua și Moartea lui Joaquin Murieta » pe discuri de vinil.

Cu Alexander Sladkovsky, care a făcut o carieră strălucitoare ca dirijor și director artistic

Cu pianista Irina Schnittke la un concert de Evgeny Kissin

Cu Zoya Boguslavskaya la prezentarea Premiului Triumf lui Alexei Rybnikov

Din 2017, M.N. Katsnelson este membru al Consiliului de Administrație al Societății Autorilor Rusi (președinte - Krichevsky Andrey Borisovich).

1976-1991 - Marea Orchestră Simfonică a Companiei de Stat de Televiziune și Radiodifuziune, ulterior BSO im. P.I. Ceaikovski (director artistic, Artistul Poporului al URSS - Vladimir Fedoseev) - artistul orchestrei

1991-1994 - Orchestra Națională a Rusiei (director artistic, Artistul Poporului din Federația Rusă - Mikhail Pletnev) - artist de orchestră, director

1994-1996 - „Muzele libertății” - „Crystal Turandot” (premiu de teatru, director artistic - Boris Belenky) - director executiv

1994-1999 - BSO im. Ceaikovski (director artistic, Artistul Poporului al URSS - Vladimir Fedoseev) - regizor

1999-2001 - Orchestra Simfonică de Stat „Tânăra Rusia” (director artistic, Artistul Poporului din Federația Rusă - Mark Gorenstein) - regizor

2002-2004 - Krauterconcert (Director General - Alexander Krauter) - producător

2004-2006 - Kremlin muzical - Festival Internațional (Director artistic, Artist al poporului din URSS - Nikolai Petrov) - Director

2006 până în prezent Atelier sub conducerea lui Alexey Rybnikov, Teatrul Alexey Rybnikov - director artistic adjunct, producător

Această adresă de e-mail este protejată de spamboți. Trebuie să aveți JavaScript activat pentru a vizualiza.

A primit un originar din Rusia, Mikhail Katsnelson. Raportul a afirmat că Katznelson a primit premiul pentru „utilizarea ideilor din fizica particulelor în studiul grafenului”. Care au fost exact aceste idei și cum au fost folosite, a spus însuși Mikhail Katsnelson pentru Lente.ru.

Lenta.ru: Anul acesta ați primit Premiul Spinoza. După cum rezultă din mesajul oficial, pentru lucrul la grafen. Spune-ne mai multe despre ele.

În primul rând, o să spun că înainte de a începe toată această activitate în 2004, eram foarte departe de grafen. Mai exact, m-am ocupat de magnetism, de fizica sistemelor puternic corelate (orice fel de supraconductivitate). Fără nanotuburi, efect Hall cuantic și alte secțiuni caracteristice unui specialist în grafen. Cu toate acestea, în 2004 sunt aici în Nijmegen ( La acea vreme, Mikhail Katsnelson locuia deja în Țările de Jos - cca. „Tapes.ru”), sa întâlnit cu Andrey Geim și Kostya Novoselov. Kostya a fost student absolvent aici, tocmai își susținea dizertația, iar Andrei a fost prezent în calitate de co-supervizor al lucrării. Am vrut să vorbesc cu el despre disertația lui Kostya - era despre magnetism, un subiect care îmi era aproape la acea vreme. Andrei mi-a spus aproape imediat că nu se mai ocupă de acest subiect și a început să pună câteva întrebări legate de grafen – despre electronii Dirac într-un câmp magnetic. Cumva, cuvânt cu cuvânt, am fost implicat în această activitate.

La început, trebuie să recunosc, nu am luat-o foarte în serios. Și apoi s-a dovedit că fac asta de opt ani - acum activitatea grafenului reprezintă 70% din toată munca mea. Poate că faptul că am venit dintr-o altă zonă a jucat în mâinile mele, a făcut posibil să privesc multe probleme dintr-un unghi ușor diferit din care priveau oamenii cu fundal potrivit, ca să spunem așa. La acea vreme, se știa că purtătorii actuali din grafen sunt fermioni Dirac fără masă (terminologie). Într-un mod simplu, ele seamănă cu particulele care sunt accelerate la viteze de ordinul vitezei luminii. Adică, acești fermioni sunt descriși prin ecuații similare cu ecuațiile unor astfel de particule relativiste din acceleratoare, cu singura diferență că rolul vitezei luminii este jucat de o valoare care este de 300 de ori mai mică decât această viteză. Acesta este, dacă doriți, un model al Universului, în care constantele lumii sunt diferite, iar legile fizicii, în general, sunt aceleași.

Premiul Spinoza, numit după filozoful olandez Benedict Spinoza, a fost organizat de Organizația Olandeză pentru Cercetare Științifică de bază (NWO) în 1995. Acesta este cel mai înalt premiu științific din Țările de Jos. Este acordat oamenilor de știință olandezi care sunt lideri în știință. Nu există o listă clară a domeniilor științifice luate în considerare de comisie - decizia privind acordarea se ia separat pentru fiecare om de știință nominalizat. Câștigătorii primesc o statuie de bronz a lui Spinoza și, de asemenea, împart 2,5 milioane de euro, pe care îi pot cheltui pentru cercetări științifice ulterioare.

S-a dovedit că o astfel de viziune din partea mecanicii cuantice relativiste (teoria obiectelor cuantice, care se supun și teoriei relativității) s-a dovedit a fi foarte fructuoasă. Aparent, cea mai faimoasă lucrare a noastră despre teoria grafenului este ceea ce am numit Klein tunneling () și, din câte am înțeles, a fost remarcată în mod special în premiu.

Despre asta vorbește ea. În mecanica cuantică există un astfel de fenomen - tunelarea. Este foarte important pentru că determină multe fenomene utile: unele tipuri de dezintegrare nucleară, radioactivitate, efecte în electronica semiconductoare. Esența fenomenului este următoarea: particulele cuantice, spre deosebire de cele clasice, pot trece prin potențiale bariere cu o oarecare probabilitate. Adică, dacă pui un perete, atunci particula se poate infiltra prin el. Există o subtilitate aici: se crede că mecanica cuantică funcționează pentru tot ceea ce este mic, iar mecanica clasică pentru tot ceea ce este mare, așa că atunci când bariera devine înaltă și largă, atunci mecanica cuantică ar trebui să coincidă cu cea clasică. Aceasta înseamnă că nu va exista niciun tunel. Dar pentru particulele ultrarelativiste, din tot felul de motive foarte profunde și interesante, situația este diferită: trec prin barieră oricât de înaltă și de largă ar fi aceasta. Aceasta este o proprietate atât de generală și foarte interesantă, pe care am numit-o tunelul Klein, pentru că este cumva legată de așa-numitul paradox Klein din mecanica cuantică (cu siguranță nu voi explica asta chiar acum). De-a lungul timpului, s-a dovedit că acesta este un lucru foarte important. Trei ani mai târziu, acest efect a fost confirmat experimental. Am fost, desigur, peste cap fericit: aceasta este cea mai mare bucurie pentru un teoretician - să prezică corect ceva. Nu de multe ori reușește.

Si cine a confirmat?

Primul a fost grupul lui Philip Kim de la Universitatea Columbia din New York (apropo, ei erau principalii concurenți ai lui Andrey și Kostya în chestiunile legate de grafen). Acum acest lucru, probabil, a fost deja confirmat în zeci de lucrări. Dar farmecul principal al acestei lucrări este că a explicat de ce grafenul este interesant în principiu.

Cert este că în grafen, ca și în semiconductori, există găuri și sunt electroni. În acest caz, materialul este ușor de comutat de la o conductivitate la alta - de exemplu, pentru a trece de la conductibilitatea orificiilor (când purtătorii de sarcină principali sunt găuri încărcate pozitiv) la electronic și invers. Pentru a face acest lucru, este suficient, să zicem, să aplicați o tensiune electrică externă, în engleză numită gate voltage, unei foi de grafen. În același timp, în condiții normale, grafenul conține întotdeauna neomogenități interne, adică există regiuni cu conductivitate electronică și există regiuni cu conductivitate în găuri - astfel de grupuri de electroni și găuri (). De ce se întâmplă acest lucru? Acest lucru se datorează, de exemplu, faptului că grafenul este bidimensional și orice sistem bidimensional experimentează fluctuații puternice la orice temperatură finită. Deci, dacă nu ar exista un tunel Klein, care să permită electronilor să treacă prin regiunile de găuri și invers, atunci toți electronii din grafen ar sta în aceste bazine proprii, iar grafenul în sine nu ar fi un material conducător.

Un alt fapt important: în aproape orice alt material semiconductor, nu puteți trece continuu de la conducta electronică la cea prin orificiu, treceți neapărat prin regiunea izolatoare, când materialul încetează deloc să conducă. În grafen, totuși, nu există o astfel de regiune - aceasta este, de asemenea, o consecință a diferitelor tipuri de efecte relativiste descrise în lucrarea mea privind conductivitatea minimă cuantică a grafenului.

Oricum ar fi, dar toate acestea sugerează că electronicele cu grafen nu pot fi construite ca un analog al electronicii cu siliciu sau germaniu. În cele mai simple tranzistoare, aplicând tensiune în regiunea centrală (de exemplu, electronică), îl puteți bloca sau debloca. Din cauza tunelului Klein, nu puteți bloca niciodată un tranzistor obișnuit în grafen. Adică, tranzistorul cu grafen ar trebui aranjat într-un mod complet diferit.

Împreună cu prietenii mei din Manchester, am participat la unele dintre lucrările fundamentale din acest domeniu - cum să faci corect un tranzistor cu grafen. Cel mai bun lucru pe care l-am putea oferi este așa-numita geometrie verticală. Cu o astfel de schemă, curentul nu trece prin foaia de grafen, ci de la o foaie la alta ( și ).

Trebuie să spun că toate celelalte cuvinte pe care le-am spus - existența unei conductivitati cuantice minime, a găurilor și a bazinelor de electroni - aceasta este, de asemenea, legată de o parte din munca mea. Adică, din punctul meu de vedere, am putut să particip semnificativ la formarea limbajului pentru acest nou domeniu, pe care, în general, toată lumea îl folosește acum. Și mă bucur că comunitatea științifică a găsit aceste lucrări importante.

Care este starea actuală a acestei științe? Spui că în ultimii ani te-ai implicat activ în asta.

Conditie excelenta. Grafenul este doar un basm din mai multe motive. Ei bine, în primul rând, oamenii sunt buni ( râde).

Și, în al doilea rând, un echilibru minunat între teorie și experiment, o adevărată cooperare cu drepturi depline. Adică, de îndată ce este prezis un anumit efect, acesta este imediat verificat. Sau, să zicem, se face un experiment - și imediat teoreticienii preiau explicația informațiilor primite. Putem spune că toată această activitate din jurul grafenului este doar o fizică exemplară. Dacă, de exemplu, o comparăm cu o altă zonă actuală a modei, unde, în general, mulți oameni chiar se îndepărtează treptat de grafen - cu așa-zișii izolatori topologici - atunci un astfel de echilibru, în opinia mea, nu a fost încă realizat. Acolo, aproximativ vorbind, există o sută (sau o mie) de teoreticieni per experimentator. Fantezia funcționează pentru toată lumea, dar nu există suficiente experimente pentru a aduce teoreticienii pe Pământ.

Și totuși, grafenul este un sistem destul de simplu, nu ca aceiași supraconductori de temperatură înaltă. Sunt atât de multe lucruri îngrămădite acolo: formulele lor chimice sunt destul de complexe, iar structura cristalină este complexă - un milion de tot felul de factori. Prin urmare, nu există descoperiri speciale, în general. Acum - cât? - De 25 de ani oamenii se chinesc, dar nu se poate spune că am înțeles ceva important acolo, că am rezolvat problema. Și în grafen, din moment ce oamenii sunt buni, pentru că teoreticienii interacționează remarcabil cu experimentatorii și din moment ce sistemul este încă relativ simplu, progresul este colosal. În acest moment, la nivelul teoriei unei particule a grafenului (cel mai simplu model în care nu este luată în considerare interacțiunea purtătorilor de sarcină între ei), aproape totul a fost deja făcut: a fost dezvoltat un limbaj, iar principalul efectele au fost descoperite. Ba chiar m-am plictisit puțin, mărturisesc, și m-am gândit să mă mut în altă zonă. Dar, din nou, datorită faptului că progresul colosal în tehnica experimentului, calitatea probelor a devenit deja atât de ridicată încât a devenit posibilă suprimarea tuturor acestor bălți despre care am vorbit și care împiedică orice efecte subtile. observat, pentru a veni foarte aproape de așa-numitul punct Dirac, de cel mai interesant caz, și efectele cu multe particule au început să fie observate experimental - efecte care sunt în esență legate tocmai de interacțiunea electronilor între ei. Și parcă s-ar deschide din nou o lume nouă. Adică, viitorul teoriei grafenului constă tocmai în astfel de efecte de particule - acum există o mulțime de sarcini interesante aici.

Ai menționat punctul Dirac. Spune-ne mai multe despre ea.

Sper că cititorii tăi își amintesc de la școală că unul dintre punctele de plecare ale mecanicii cuantice a fost teoria atomului lui Niels Bohr. Una dintre principalele prevederi ale acestei teorii a afirmat că electronii dintr-un atom nu pot avea nicio energie, ci doar anumite niveluri de energie discrete. Acum, acest lucru a fost deja testat în mod repetat în practică - de exemplu, în sisteme izolate (pot fi numite chiar „atomi artificiali”), cunoscute sub numele de puncte cuantice, spectrul de energie este discret (adică este format din valori individuale).

Dacă trecem la solide, atunci spectrul este mai complicat. În semiconductorii convenționali, avem de-a face cu această situație: unele benzi de energie sunt complet umplute, iar altele sunt complet goale. Dacă avem o bandă parțial umplută din aceste energii permise, este un metal, un conductor. Dacă unele benzi sunt complet umplute, iar altele sunt goale, este un semiconductor sau un izolator. Grafenul este destul de unic, deoarece în starea sa fundamentală are și o bandă complet umplută și o bandă complet goală, dar nu există niciun decalaj între ele. Și dacă te uiți la cum arată totul, desenează o imagine a modului în care funcționează acest centru energetic, atunci această bandă umplută poate fi reprezentată ca un fel de con, pe care stă același con deasupra. Cel mai interesant loc din spectrul de electroni este acest vârf de con. Ei bine, dacă, așa cum știm în fizica semiconductorilor, în fizica metalelor, încercăm să construim un fel de model - noi, fizicienii, spunem hamiltonian - care descrie o astfel de situație, atunci va fi foarte asemănător cu hamiltonianul lui Dirac al relativistului. mecanica cuantică.

Acest punct se numește punctul Dirac. Dacă grafenul nu este dopat (adică nu introducem nici electroni, nici găuri în grafen), atunci în acest moment există cea mai interesantă fizică.

În acest moment apar efecte electronice foarte interesante. Unul dintre fundamentele înțelegerii noastre despre solide și starea condensată în general (solide și lichide) este teoria lichidului Fermi dezvoltată de marele fizician sovietic Lev Landau. Aproximativ, această teorie spune că adăugarea teoriei cu un electron a interacțiunii electronului la ecuații nu duce la niciun efect calitativ nou, adică nu este foarte important - unii parametri ai modelului pur și simplu se schimbă. Să spunem, în loc de o singură valoare a masei, momentul magnetic, trebuie să luați în considerare altele și atât. De aceea, modelul cu electroni care nu interacționează oferă de obicei o aproximare atât de bună.

Deci, aparent, grafenul din apropierea punctului Dirac este o excepție, adică teoria Landau Fermi-lichid nu funcționează acolo. Și aceasta, în general, a fost cunoscută de multă vreme ca o construcție teoretică, propusă cu mult înainte de descoperirea grafenului de către prietenul și coautorul meu Paco Ginea și alți teoreticieni din Spania. Toate acestea au fost recent confirmate experimental. Și acum, mi se pare, principalele eforturi ale teoreticienilor care lucrează în domeniul grafenului ar trebui să se concentreze pe înțelegerea acestei stări non-Fermi-lichid, pe înțelegerea ce fel de efecte ale interacțiunii interelectronice pot fi așteptate. Aceasta este o zonă atât de nouă, proaspătă, extrem de atractivă pentru a lucra.

Ce e matematica acolo? Există ceva interesant nu numai pentru fizicieni?

Teoria unui electron este ecuația lui Dirac, din punct de vedere formal, ecuații diferențiale parțiale liniare. E frumoasa matematica. Chiar și matematicienii recunosc acest lucru - uite, de curând băieții noștri (din grupul nostru) s-au întors din Sankt Petersburg de la o mare conferință despre Zilele matematicii despre difracție - 2013. De exemplu, pentru a construi o teorie matematică serioasă și nu doar calitativă a tunelului Klein, trebuie să folosiți o matematică foarte frumoasă și elegantă - așa-numita aproximare semiclasică, dar mult mai subtilă decât în ​​cazul cuanticei obișnuite. mecanica. Doar pentru a lua în considerare acest tunel Klein.

Și dacă vorbim despre efectele cu mai multe particule în grafen, atunci trecem la un nivel complet diferit, unde este deja necesar să folosim metode complexe de particule cuantice și teoria câmpului, de exemplu, aceleași metode pe care oamenii din teorie. de particule elementare folosiți pentru a afla, spuneți de ce nu există quarci liberi. Și, din nou, sunt implicat în unele dintre aceste lucrări, colaborez cu un grup teoretic de la ITEP din Moscova, unde încercăm să aplicăm aceste metode ale teoriei particulelor elementare la studiul efectelor mai multor particule în grafen. Adică există, în general, matematică pentru toate gusturile, variind de la fizica matematică clasică a secolului al XIX-lea, studiul ecuațiilor cu diferențe parțiale și terminând cu matematica modernă sofisticată și metodele numerice care sunt folosite în așa-numita fizică fundamentală. . În general, deja în primele noastre lucrări cu Andrei și Kostya a existat o legătură cu matematica modernă, aceeași geometrie și topologie. Ei bine, desigur, nu doar astăzi, ci cea care a fost acum 50 de ani. Teorema Atiyah-Singer, de exemplu. Și acest lucru nu este deja rău - în fizica stării solide, de exemplu, matematica de acum 150 de ani este de obicei suficientă.

Câteva întrebări deoparte. Se știe că ești un credincios – un creștin ortodox. Acest lucru nu interferează cu comunicarea dvs. cu colegii străini? Ei spun că există mulți atei printre fizicienii moderni.

Pot spune că nu îmi creează absolut nicio problemă în comunicarea cu colegii, cel puțin în Occident. Cred că toată lumea știe și nu prea ascund asta. Aș spune chiar că atitudinea tipică este așa, binevoitor dezinteresată. Majoritatea, cred, este doar o tobă, pentru că un om de știință trebuie judecat după munca sa științifică. Dacă îmi poți vorbi despre o știință interesantă, atunci ei îmi vor vorbi despre știință interesantă. Acestea sunt subiecte care, în general, nu sunt deosebit de obișnuite să apară în public. Le discuti cu prieteni apropiați și așa mai departe. Am prieteni apropiați care sunt fizicieni și ei înșiși pot avea alte opinii, dar în orice caz ei respectă și înțeleg pe deplin părerile mele religioase. Când am fost în Rusia, împreună cu coautorul meu, colegul Valya Irkhin, am publicat două cărți despre știință și religie - „Cartele Raiului: 16 capitole despre știință și credință” și „Aripile Phoenix. Introducere în mitofizica cuantică” ( ambele cărți sunt pe lib.ru - și - aprox. „Tapes.ru”).

Doar că oamenii, în general, nu prea gândesc în această direcție, dar în același timp, de exemplu, pot spune cu mare mândrie că Kostya Novoselov, când nu era încă laureat al Nobel, dar era încă foarte tânăr, mi-a spus că a citit „Wings of the Phoenix” și ea a făcut o impresie puternică asupra lui. Desigur, nu vreau să-mi bat pieptul și să spun că eu, eu, l-am ajutat să devină laureat al Nobel, dar, în orice caz, citirea cărților mele pseudoștiințifice clar nu i-a făcut rău. Deci aici există o atitudine calmă.

În ceea ce privește modul în care îl combin personal, mi se pare că cel mai important lucru de înțeles aici este că nu ar trebui să amesteci niveluri. Nu suntem doar fizicieni, suntem, până la urmă, ființe umane, avem diferite probleme, avem diferite tipuri de experiență - atât experiența vieții de zi cu zi, cât și un fel de experiență interioară, spirituală, ceea ce uneori se numește experiență mistică, și experiența muncii noastre științifice, comunicăm cu femei, comunicăm cu prietenii, comunicăm cu copiii, adică trăim într-un mod cu mai multe fațete, și nu cred că, să zicem, părerile mele religioase îmi afectează cumva în mod direct științifice. munca sau invers, sau care sunt preocupările mele literare. Doar că un bărbat are mai multe fațete, așa cum a spus Fiodor Mihailovici Dostoievski, „un om larg”, ei bine, și totul se potrivește calm. Sincer să fiu, nu am probleme deosebite cu asta.

Ce părere aveți despre deschiderea Departamentului de Teologie la MEPhI?

În principiu, dacă îți amintești gluma despre Vovochka: Mi-ar plăcea problemele tale, Maria Ivanovna, - și așadar, atitudinea mea este cam aceeași. Din câte am citit despre această poveste, chiar nu a fost făcută prea bine - nu pentru că ar fi vorba de credință sau de altceva, ci pur și simplu, după cum se spune, nu am înțeles-o chiar eu, am citit doar pe internet că autoritatile au fost acolo intortocheate ce s-a facut impotriva dorintei oamenilor, ca nu au luat in calcul parerea si asa mai departe. Adică tirania este rea. Dacă în acest caz a existat tiranie, atunci acest lucru este rău. Și dacă, după cum se spune, asta s-a făcut prin înțelegere (poate că nu este cazul MEPhI), atunci de ce, ei bine, există un departament, să lucreze acolo cine vrea, cine nu vrea, nu vrea. Nu văd absolut nicio problemă cu asta. Avem o facultate de teologie, avem, de altfel, o universitate catolică în general. Şi ce dacă? Ei bine, catolic.

Este numit după un sfânt?

Sfântul Radbod, da. Avem un monument al Sfântului Toma de Aquino în fața clădirii administrative principale. Nu mă deranjează în niciun fel. Înțeleg că sunt credincios, ce să-mi ia, dar cred că majoritatea colegilor mei sunt atei și nici asta nu prea îi deranjează. Totul e bine. Este în regulă. Înțeleg perfect că în Rusia aceasta este o problemă teribil de dureroasă, pur și simplu pentru că este extrem de politizată, în primul rând. În al doilea rând, aparent, unii dintre generația mai în vârstă mai au amintiri despre spălarea forțată a creierului de către marxism-leninism în epoca sovietică, despre asta pot spune o mulțime de lucruri - până la urmă am fost forțat să absolv universitatea de marxism - Leninism, Departamentul de Filosofie. Am o diplomă, tot timpul ăsta pierdut, tot sughițează.

Dar, pe de altă parte, rezultatul în cazul meu a fost exact opusul a ceea ce se dorea, nu numai că nu am devenit marxist-leninist, ci am devenit idealist, credincios, antimarxist ascuțit, adică în locul celor care încearcă să planteze un fel de propagandă religioasă, ortodoxă, da, chiar atee, orice, - m-aș gândi la asta. Dacă acest lucru este făcut pentru a obține favoarea autorităților și pentru a bifa undeva pentru tine, atunci ce este de discutat - ei bine, bestialitate și bestialitate.

Dacă cineva crede sincer că în acest fel oamenii pot fi mutați într-o direcție dezirabilă, voi da un contraexemplu minunat. M-au spălat creierul cu acest marxism-leninism, m-au spălat în obscurantism, în idealism, în preoție, așa cum a exprimat Vladimir Ilici acolo. Cred că o astfel de sârguință în plantarea Ortodoxiei va duce la exact aceleași rezultate, pur și simplu vor produce nu doar atei, ci și atei militanti - eu, ca persoană ortodoxă, sunt trist să mă gândesc la această perspectivă. Din aceste două puncte de vedere, că în general orice propagandă atinge întotdeauna scopuri direct opuse celor declarate, iar tirania nu este bună și ar trebui să întrebăm părerile oamenilor – am o atitudine negativă față de această poveste. Dacă vorbim pur și simplu despre coexistența catedrei de teologie și a catedrei de fizică nucleară și orice alta din cadrul aceleiași instituții de învățământ, atunci lucrez într-o astfel de instituție de nouă ani, sunt complet fericit și nu văd absolut nicio problemă în acest.