Кацнельсон, михаил иосифович. Кацнельсон михаил иосифович В Челябинске с аншлагом прошла церемония премии «Светлое прошлое»

Доктор физико-математических наук, член Нидерландской Королевской академии наук, уроженец Магнитогорска Михаил Кацнельсон многим известен благодаря исследованию свойств графена. Он стал лауреатом престижной премии Спинозы, а его книгу «Графен: Углерод в двух измерениях» во всем мире называют «графеновой Библией». Корреспонденту «АиФ-Челябинск» удалось задать учёному несколько вопросов во время его визита на Родину.

Дарья Дубровских, «АиФ-Челябинск»: Михаил Иосифович, вы большой ученый и исследуете графен. А за него, как мы знаем, вручили Нобелевку, которую получили ваши соавторы, а не вы. Почему?

Михаил Кацнельсон: Когда кому бы то ни было, дают Нобелевскую премию, всегда находится кто-то недовольный. Это портит достаточно основательно нравы и в научном сообществе, и в целом в восприятии науки. Некоторые из моих коллег считают, что без Нобелевской премии нам было бы вообще лучше, но это такое общее философское отношение. Если говорить конкретно, в данном случае, у меня нет ни малейшего сомнения, что премию дали именно тем, кому надо, и я так говорю не только потому что Андрей Гейм и Костя Новоселов мои друзья. Я искренне в этом убежден, все было максимально честно и заслужено. Видите ли, в обществе есть большое непонимание, что такое открытие.

- А как бы вы это объяснили?

Вот что значит, открыли графен? Слово ведь было уже известно давно. Понимаете, когда человек берет карандаш и пишет на листе бумаги, остается графитовый след. Иногда в этом следе миллион слоёв атомов углерода, иногда десять, иногда один. И поэтому любой, кто хоть раз в жизни писал графитовым карандашом, наверняка, создал какой-то графен. Дело же не в этом. Важно было этот, так сказать, один слой изолировать, подвести к нему контакты, начать его изучать, систематически исследовать, понять свойства, то есть ввести его в науку, сделать графен объектом научного исследования. У меня нет никакого сомнения, что манчестерская группа, особенно Андрей и Костя, действительно внесли решающий вклад в это развитие. Ну а я как теоретик в этом помог.

Из Магнитогорска вы уехали после окончания школы, в 1972 году. Расскажите про воспоминания, связанные с родным городом.

Магнитогорск, конечно, безумно значимый для меня город. До четырех лет я с родителями, которые были врачами, мотался на левом берегу Урала. Потом мы переехали на правый берег, жили недалеко от вокзала. Я до сих пор хорошо представляю себе те дворы и улицы. Отчетливо помню, как летом поехали с родителями на Солёное озеро, и по пути сломались автобусы. Мы пошли пешком, а вокруг степь, ковыль, мелкие тюльпаны. Вот это такой важный образ для меня. Помню, что страшно увлекался шахматами, на занятия ходил в Дом пионеров.

- С 2011 года вы носите орден Нидерландского льва. К чему вас обязывает звание рыцаря?

Ну никаких льгот нет, если вы об этом (улыбается). Это чисто почетное звание. Я может быть отношусь к этому излишне серьезно, но в таком качестве я стараюсь способствовать улучшению связей между Россией и Европой, особенно в сфере научного сотрудничества. Иногда со мной появляются интервью в нидерландских газетах, считаю, что это тоже вносит что-то положительное.

- Над чем сейчас работаете?

Ох, это сложно (смеётся). По-советски говоря, я завкафедрой в Университете Радбоуда (Неймеген, Нидерланды - прим.авт.). Сейчас задействован во многих проектах, связанных с графеном, много занимаюсь магнетизмом.

- А есть ли что-то для души?

Мне 60 лет и я рад, что, тьфу-тьфу-тьфу, не потерял способность осваивать и изучать совершенно новое для себя. Последние два года вкладываю душу в теоретическую биологию, меня очень интересует аналогия между биологией и физикой, использование статистической физики для проблем биологической эволюции. Это то, отчего у меня глазки горят.

Михаил Иосифович Кацнельсон (род. 10 августа 1957, Магнитогорск, СССР) - советский и российский физик-теоретик, доктор физико-математических наук (1985), профессор Университета Радбауда (Нидерланды, 2004).

Лауреат премии Ленинского комсомола (1988), почётный доктор Уппсальского университета (Швеция, 2012), рыцарь ордена Нидерландского льва (2011), лауреат премии Спинозы (2013).

Биография

Родился 10 августа 1957 года в Магнитогорске в еврейской семье. В 1972 году закончил физико-математическую школу № 53 в Магнитогорске. В 1977 году закончил Уральский государственный университет.

Работал заведующим лабораторией квантовой теории металлов Института физики металлов УрО РАН, доктор физико-математических наук (1985), профессор (1992-2001).

В 2002-2004 годах был приглашённым профессором в Уппсальском университете, с 2004 года живёт и работает в Нидерландах.

В 2013 году награждён премией Спинозы (названной в честь Бенедикта Спинозы) за разработку базовой концепции и понятий, которыми оперирует наука в области графена. В 2014 году избран членом Нидерландской королевской академии наук.

Основные результаты в области теории сильно коррелированных систем, физики магнетизма, графена. Участвовал в открытии киральных квазичастиц в однослойном и двуслойном графене, рипплов на графене, гидрогенизированного графена (графана), создании первого графенового транзистора. Предсказал «клейновское туннелирование», определяющее особенности электронного транспорта в графене и подтверждённое экспериментально.

Женат, имеет двоих детей. Православного вероисповедания.

Награды

• Премия Ленинского комсомола (1988)
• Рыцарь ордена Нидерландского льва (2011)
• Премия Спинозы (2013)
• Hamburger Preis fr Theoretische Physik (2016)

Библиография

• Квантовая физика твёрдого тела (в соавторстве с С. В. Вонсовским). М.: Наука, 1983
• S. V. Vonsovsky, M. I. Katsnelson. Quantum Solid State Physics. Берлин: Springer, 1989
• С. П. Шубин (1908-1938). Избранные труды по теоретической физике: очерк жизни, воспоминания, статьи. Составители С. В. Вонсовский и М. И. Кацнельсон. Свердловск: Академия наук СССР, Уральское отделение, 1991
• Магнетизм коллективизированных электронов (в соавторстве с Ю. А. Изюмовым, Ю. Н. Скрябиным). М.: Наука, 1994
• Введение в теорию относительности (в соавторстве с Б. Х. Ишмухаметовым). Екатеринбург: Издательство Уральского университета, 1996
• Механика (в соавторстве с Б. Х. Ишмухаметовым). Екатеринбург: Издательство Уральского университета, 1999
• Уставы небес: 16 глав о науке и вере (совместно с В. Ю. Ирхиным). Екатеринбург: У-Фактория, 2000.
• Крылья Феникса. Введение в квантовую мифофизику (совместно с В. Ю. Ирхиным). Екатеринбург: Издательство Уральского университета, 2004.
• Динамика и термодинамика кристаллической решётки (в соавторстве с А. В. Трефиловым). М.: Энергоатомиздат, 2002
• Введение в теорию элементарных частиц и атомных ядер (в соавторстве с Б. Х. Ишмухаметовым). Екатеринбург: Издательство Уральского университета, 2011
• Katsnelson M. I. Graphene: Carbon in Two Dimensions. - New York: Cambridge University Press, 2012. - 366 p. - ISBN 978-0-521-19540-9.

Научно-популярные статьи

• Теория Гинзбурга - Ландау // ТрВ № 42, 24 ноября 2009 года
• Проблема Кондо // ТрВ № 51, 13 апреля 2010 года
• Физика конденсированного состояния: 10 ключевых утверждений // ТрВ № 79, 24 мая 2011 года

Заместитель художественного руководителя, продюсер

По окончании в 1976 году института имени Гнесиных, поступил в один из лучших оркестров мира – Большой Симфонический Оркестр Гостелерадио СССР, впоследствии БСО им. П.И.Чайковского, которым вот уже 40 лет руководит выдающийся российский дирижер Владимир Федосеев.

За 15 лет работы в БСО встретился с известными музыкантами и журналистами, что помогло в его дальнейшей продюсерской работе, которой он занимается последние 25 лет.

Ещё скрипач...

С В. И. Федосеевым работал почти 20 лет в качестве скрипача, директора, продюсера

Рудольф Баршай после долгого отсутствия продирижировал в России, продюсером был М. Кацнельсон.

С 1991 по 1994 год работал в Российском Национальном Оркестре – первом частном отечественном оркестре – под управлением Михаила Плетнева, сделавшего блистательную карьеру пианиста и дирижера.

С оркестром Плетнева играли только лучшие солисты (Михаил Плетнев и Виктор Третьяков)

Слева М. Кацнельсон с женой Еленой, справа журналист, телеведущий С. Николаевич с первым продюсером РНО Т. Сухачевой, в центре молодой американский дирижер

В этом оркестре М. Кацнельсон перестал быть скрипачом-исполнителем и стал директором этого коллектива. Оркестр был только что создан, его связи в артистическом и журналистском мире стали востребованы и началась его административная и продюсерская деятельность. Работа в частном оркестре научила сотрудничать со спонсорами и инвесторами. Именно в РНО он получил неоценимый опыт работы с банками и крупными компаниями, готовыми вкладывать деньги в творческие проекты.

Теперь в руках не скрипка, а документы

С австрийским скрипачом Юлианом Рахлиным на фестивале «Скрипач на все времена»

С Юрием Башметом в артистической Большого зала Консерватории после премьеры концерта для альта, виолончели и камерного оркестра Алексея Рыбникова

С Николаем Петровым. На его фестивале «Кремль музыкальный» был директором
Зубен Метта с супругой, встреча в Шереметьевском аэропорту
Екатерина Мечетина - первая исполнительница произведений А. Рыбникова: Concerto Grosso No. 1,2 и сонаты для фортепиано No. 1

Этот опыт помог ему, когда он несколько лет работал с Борисом Беленьким над проектом «Хрустальная Турандот», Александром Краутером в артистическом агентстве "Краутерконцерт" и Народным артистом СССР Николаем Петровым в международном фестивале «Кремль музыкальный». В эти проекты ему удалось привлечь не только финансы, но и дизайнеров, администраторов, многих музыкантов и артистов с которыми он сотрудничал раньше.

В 2004-м году Кацнельсон создал артистическое агентство «Концерт-сити» и провел несколько крупных проектов, в том числе международный фестиваль к 80-летию выдающегося скрипача Юлиана Ситковецкого «Скрипач на все времена», на который были приглашены мировые звезды: Юлиан Рахлин (скрипка, Австрия), Жаннин Йенсен (скрипка, Голландия), Алена Баева (скрипка, Россия), Лиана Исакадзе (скрипка, Грузия), Александр Рудин (виолончель, Россия), Бэлла Давидович (фортепиано, США), Дмитрий Ситковецкий (дирижер, скрипка, Великобритания).

В агентстве «Краутерконцерт», он получил возможность встретиться и сотрудничать с такими личностями, как Джеймс Ливайн, художественный руководитель Метрополитен опера, Зубен Метта – главный дирижер Израильского филармонического оркестра, Кэтлин Бэттл – блистательное сопрано Метрополитен Опера, Евгением Кисиным – пианистом мира и конечно сотрудничать с фестивалем «Черешневый лес» и его основателем Михаилом Куснировичем, который создал самый креативный московский художественный проект.

На фестивале «Черешневый лес» началось его сотрудничество с Алексеем Рыбниковым. Была исполнена премьера Симфонии No. 5 «Воскрешение мертвых» под управлением дирижера Теодора Курентзиса, позже удалось выпустить диск на фирме «Мелодия» с видеозаписью этого концерта. И концерт в зале им. Чайковского и DVD имели успех у публики и у критиков, а он получил предложение от Алексея Рыбникова начать работать с его симфоническими проектами в качестве продюсера. За последние годы было проведено несколько значительных концертов, аудио и видеозаписей с музыкой Алексея Рыбникова в лучших залах Москвы и с лучшими дирижерами и солистами: дирижеры Валерий Гергиев, Владимир Федосеев, Александр Сладковский, Марк Горенштейн, солисты – Юрий Башмет, Александр Князев, Алена Баева, Екатерина Мечетина, Борис Андрианов, и многие другие.

Кэтлин Бэттл - звезда Метрополитен Оперы

С Евгением Кисиным после триумфального концерта

С Майей Плисецкой на фестивале Р. Щедрина «Автопортрет» к семидесятилетию композитора

С 2008 года начал работать с «Театром Алексея Рыбникова» и за эти годы удалось организовать гастроли театра в Израиль, Страны Балтии, Финляндию, США и Канаду, провести несколько авторских концертов Рыбникова с музыкой для театра и кино (дирижер Сергей Скрипка), а также два юбилейных концерта в Большом Зале Московской Консерватории с участием ГАСО им. Светланова и Симфоническим оркестром Москвы «Русская Филармония».

С австрийским дирижером и пианистом Юстусом Францем и виолончелистом Александром Князевым, первым исполнителем концерта Рыбникова

С Владимиром Спиваковым на Фестивале «Черешневый лес»

С Мстиславом Ростроповичем и литавристом Валерием Поливановым на Фестивале «Автопортрет» к 70-летию Р. Щедрина

Благодаря давнишнему контакту с фирмой «Мелодия» М. Кацнельсону удалось выпустить несколько дисков с записью сочинений Рыбникова: Concerto Grosso No. 1 «Синяя птица» и Concerto Grosso No. 2 «Северный сфинкс», симфония No. 5 «Воскрешение мертвых», концерт для виолончели с оркестром (солист – Александр Князев, дирижер – Александр Сладковский), антология фортепианной музыки советских композиторов, а так же римейки двух знаменитых рок-опер «Юнона и Авось» и «Звезда и смерть Хоакино Мурьеты» на виниловых дисках.

С Александром Сладковским, сделавшим блистательную карьеру дирижера и художественного руководителя

С пианисткой Ириной Шнитке на концерте Евгения Кисина

С Зоей Богуславской на вручении Алексею Рыбникову премии «Триумф»

С 2017 М.Н.Кацнельсон входит в Совет директоров Российского Авторского Общества (Председатель - Кричевский Андрей Борисович).

1976-1991 – Большой симфонический оркестр Гостелерадио, впоследствии БСО им. П.И.Чайковского (художественный руководитель, Народный артист СССР – Владимир Федосеев) – артист оркестра

1991-1994 – Российский Национальный Оркестр (художественный руководитель, Народный артист РФ – Михаил Плетнёв) – артист оркестра, директор

1994-1996 – «Музы Свободы» – «Хрустальная Турандот» (театральная премия, художественный руководитель – Борис Беленький) – исполнительный директор

1994-1999 – БСО им. Чайковского (художественный руководитель, Народный артист СССР – Владимир Федосеев) – директор

1999-2001 – Государственный симфонический оркестр «Молодая Россия» (художественный руководитель, Народный арстист РФ – Марк Горенштейн) – директор

2002-2004 – «Краутерконцерт» (Генеральный директор – Александр Краутер) – продюсер

2004-2006 – «Кремль музыкальный» – международный фестиваль (художественный руководитель, Народный артист СССР – Николай Петров) – директор

2006 по настоящее время Мастерская под руководством Алексея Рыбникова, Театр Алексея Рыбникова – заместитель художественного руководителя, продюсер

Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Заранее оговорился: то, чем он занимается, понимают вполне едва ли несколько сотен человек в мире. От себя добавим, что он еще и настоящий рыцарь ордена Нидерландского льва. И лауреат премии Ленинского комсомола. Ну и как по-вашему, чем занимается Михаил Кацнельсон? Ну конечно графеном!

Михаил Кацнельсон - физик, родом он из Магнитогорска, там и учился в школе. А в Челябинске мы пересеклись на церемонии вручения премии «Светлое прошлое» (ее, напомним, вручают нашим знаменитым землякам, которые трудятся на чужбине).

Итак, обсуждать графен на обывательском уровне с профессором, конечно, не нашего ума дело. Кто не в курсе, графен - это, так сказать, двумерный материал. Углерод становится графеном, когда он «размазан» слоем толщиной ровно в один атом. И тогда у материала проявляется множество удивительнейших свойств, которые вообще не свойственны углероду. Из графена планируется изготавливать сверхминиатюрные электронные компоненты. Все, больше в этом интервью ни разу слово графен вы не встретите!

А поговорили мы о деятельности Кацнельсона-популяризатора науки. В соавторстве с Валентином Ирхиным наш собеседник написал удивительно непохожую на учебник физики книгу: «Уставы небес. 16 глав о науке и вере». В «Уставах» ученые-физики «топ-уровня», если можно так выразиться, пытаются примирить понятийный аппарат религий и естественных наук. Что такое «чудо» с точки зрения ученого-наблюдателя? А не противоречат ли друг другу законы природы и религиозные законы? Отрицает ли Евангелие эволюционный процесс? Книга в открытом доступе, можете для начала пробежать глазами.

Михаил Иосифович, скажите, как в своем графике вы нашли время для написания книги, которая вряд ли принесет дивиденды, материальную выгоду? Или принесет?

Нет конечно… История такая. Это был 2000 или 2001 год, я тогда был в Екатеринбурге. В 1998 году умер мой учитель, человек очень важный для меня, академик Сергей Васильевич Вальцовский, и после него осталась рукопись книги «Современная естественно-научная картина мира», своего рода учебник по естествознанию для гуманитарных специальностей. Родственники Сергея Васильевича обратились ко мне и моему сотруднику Валентину Ирхину с просьбой дописать книгу, там остался незаконченным раздел про соотношение естествознания и религии, искусства… Я, конечно, страшно удивился, ведь я считал и считаю себя гуманитарно очень малообразованным человеком. Но Валя Ирхин убедил меня: давай попробуем.

Мы пропустили через себя безумное количество книжек, дописали главу, а пока занимались этим, втянулись и решили написать целую книгу.

Сейчас бы я время на это не нашел! Не то, чтобы я никаких дивидендов не получил, но к нашей деятельности коллеги отнеслись с подозрением, не очень это поощрялось. Тогда, в начале 2000-х, трудно было в России заниматься наукой, и я тогда думал, что раз я не могу заниматься на должном уровне научной работой, то я буду заниматься популяризацией, преподаванием. Сейчас я ничего подобного написать не смогу, времени нет, но тогда я этим занимался с большим энтузиазмом.

В «Уставах небес» цитируется так много различных источников - от Библии и других религиозных текстов до современной научной фантастики, Урсула Ле Гуин, например. За фантастику именно вы отвечали?

Валя Ирхин - совершенно уникальный специалист. Он по профессии физик, но прекрасно разбирается в канонических текстах разных религий. У него всегда можно получить консультацию по любому переводу Библии на любой язык любой эпохи. Он и индийские тексты изучал, и самые разные… вот он готовил подборку цитат из канонических текстов. А научную фантастику, песни Высоцкого и так далее - это я готовил. Вот так совместно писался текст, чисто литературно больше писал я.

Вам приходили отзывы на книгу: «Что эти физики себе позволяют?! Как могут они судить о подобных вещах?». Может, сумасшедшие вам писали?

Нет, сумасшедшие не писали. Но коллеги-физики отнеслись с большим подозрением. От гуманитариев я серьезных отзывов не слышал, но некоторые присмотрелись к нашим писаниям даже, может быть, более подробно, чем они заслуживают. В частности профессор Мирошников (прим.ред. Юрий Иванович Мирошников - в то время заведующий кафедрой философии Института философии и права УрО РАН) написал две глубокие рецензии и приглашал нас участвовать в сборниках научных работ его кафедры. И даже я немножко лекции читал для аспирантов по философии науки. А кому-то наоборот показалось, что это все легковесно, но люди деликатные, до меня эти отзывы не доходили.

У меня глаз зацепился за главу «Чудо». Я понял, что вы, как ученый, имеете в виду под этим словом: очень маловероятные события. А вы в настоящие чудеса верите?

Сложный вопрос, как относиться к чудесам. Семь миллиардов людей живет на Земле, с каждым каждый день происходят десятки и сотни событий. Является ли чудом, что во время дождя отдельная капелька падает аккурат на шляпку какого-то гвоздя, торчащего из забора? Ну капель много, какая-то точно попадет! Можно относиться более глубоко. В частности, знаменитый психолог Юнг разработал концепцию синхронистичности, в отличие от причинности. Подавляющее большинство моих коллег плохо относится к таким идеям, потому что чудеса не встраиваются в современную картину мира. Для физика это бессмысленно, не знаю, что с этим делать. Но как человек… многие события можно интерпретировать как чудеса. А надо ли?

Что в 2017 году вас больше всего поразило в мире науки, техники, технологии?

Есть такой анекдот, что чукча не читатель, чукча писатель! Я в этом смысле поглощен собственной работой, поэтому я тут пристрастен. Есть какие-то вкусы, любимые темы… Трудно взглянуть беспристрастно. Но в частности у меня было несколько визитов, несколько разговоров, после которых я пересмотрел свое отношение к квантовым компьютерам. Сейчас мне кажется, что за этим стоит что-то серьезное.

Прим. ред: квантовый компьютер - гипотетическое устройство, использующее принципиально иную, отличающуюся от современных компьютеров логику вычислений, основанную на постулатах квантовой физики. Некоторые задачи он (теоретически) будет выполнять в триллионы раз быстрее нынешних суперкомпьютеров

К чему обязывает звание нидерландского рыцаря? А может быть льготы какие-то есть, ну, без очереди в магазине или аптеке можно пройти?

Нет, льгот никаких нет! Но при торжественных случаях надо носить орденскую планку. Я, может быть, отношусь к рыцарству слишком серьезно. Я российский физик, гражданин России, но при этом я член Европейской академии, вот значок. И в таком качестве, я считаю, это обязанность, которую я на себя возложил: способствовать улучшению отношений между Россией и Европой, особенно в сфере научного сотрудничества. Хотя я не дипломат, не политик, в меру своих сил. Иногда у меня берут интервью нидерландские газеты, это же хорошо: вот, российский физик, с ним можно о том, о сем поговорить.

А что вы отвечаете, когда спрашивают, почему вы не живете в России?

Понимаете, к сожалению, я не могу работать на Родине на нужном уровне. Я посещаю Россию постоянно, я работаю с Уральским Федеральным Университетом, и не на бумаге, а действительно работа у нас идет. Как физик я расцвел именно в Нидерландах. Конечно, очень жаль, но работа держит меня. Что я буду делать там, когда на пенсию пойду? Пока не знаю.

Получил выходец из России Михаил Кацнельсон. В сообщении говорилось, что Кацнельсон удостоился награды за «использование идей из физики элементарных частиц при изучении графена». Какие именно это были идеи и как они использовались, «Ленте.ру» рассказал сам Михаил Кацнельсон.

«Лента.ру»: В этом году вы получили премию Спинозы. Как следует из официального сообщения, за работы по графену. Расскажите про них подробнее.

Прежде всего скажу, что до начала всей этой деятельности в 2004 году я был от графена весьма далек. Точнее говоря, я занимался магнетизмом, физикой сильно коррелированных систем (всякая там сверхпроводимость). Никаких нанотрубок, квантового эффекта Холла и прочих разделов, характерных для специалиста по графену. Однако в 2004 году я здесь, в Неймегене (На тот момент Михаил Кацнельсон уже проживал в Нидерландах - прим. «Ленты.ру» ), встретился с Андреем Геймом и Костей Новоселовым. Костя был тут аспирантом, как раз защищал диссертацию, а Андрей присутствовал как соруководитель работы. Я хотел поговорить с ним о Костиной диссертации - она была по магнетизму, тематике, близкой мне на тот момент. Андрей почти сразу сказал мне, что больше они этой тематикой не занимаются, и стал задавать некоторые вопросы, которые имели отношение к графену - про дираковские электроны в магнитном поле. Как-то слово за слово я оказался вовлечен в эту деятельность.

Первое время я, признаться, не очень серьезно к этому всему относился. А потом получилось, что я уже восемь лет этим занимаюсь - сейчас графеновая деятельность составляет процентов 70 от всей моей работы. Возможно, тот факт, что я пришел из другой области, сыграл мне на руку, дал возможность посмотреть на многие вопросы немножко не с той стороны, с какой смотрели люди с правильным, так сказать, бэкграундом. На тот момент было известно, что носители тока в графене - это (терминология) безмассовые дираковские фермионы. По-простому, они напоминают частицы, которые разогнаны до скоростей порядка скорости света. То есть эти самые фермионы описываются уравнениями, похожими на уравнения таких вот релятивистских частиц в ускорителях, с той лишь разницей, что роль скорости света там играет величина, в 300 раз меньшая этой скорости. Такая вот, если угодно, модель Вселенной, в которой мировые константы другие, а законы физики, в общем-то, такие же.

Премия Спинозы, названная так в честь голландского философа Бенедикта Спинозы, организована Нидерландской организацией фундаментальных научных исследований (NWO) в 1995 год. Это высшая научная награда в Нидерланадах. Она присуждается голландским ученым, занимающим лидирующие позиции в науке. Четкого списка рассматриваемых комиссией научных областей нет - решение о присуждении принимается для каждого номинированного ученого отдельно. Победители получают бронзовую статую Спинозы, а также делят между собой 2,5 миллиона евро, которые они могут потратить на дальнейшие научные исследования.

Оказалось, что такой взгляд со стороны релятивистской квантовой механики (теории квантовых объектов, которые подчиняются еще и теории относительности) оказался очень плодотворным. По-видимому, наша самая известная работа по теории графена - это то, что мы назвали кляйновским туннелированием (), и, насколько понимаю, она особо отмечена при присуждении премии.

Она вот про что. В квантовой механике есть такое явление - туннелирование. Оно очень важное, поскольку определяет множество полезных явлений: некоторые типы ядерного распада, радиоактивность, эффекты в полупроводниковой электронике. Суть явления заключается в следующем: квантовые частицы, в отличие от классических, могут с некоторой вероятностью проходить сквозь потенциальные барьеры. То есть если вы поставили стенку, то частица может сквозь нее просочиться. Тут есть вот какая тонкость: считается, что квантовая механика работает для всего маленького, а классическая - для всего большого, поэтому, когда барьер становится высоким и широким, то квантовая механика должна совпадать с классической. Это означает, что никакого туннелирования не будет. А вот для ультрарелятивистских частиц по всяким очень глубоким и интересным причинам ситуация другая: они проходят сквозь барьер независимо от того, какой он высокий и широкий. Это такое очень общее и очень интересное свойство, которое мы назвали кляйновским туннелированием, потому что оно каким-то отдаленным образом связано с так называемым кляйновским парадоксом в квантовой механике (это я уж точно сейчас объяснять не буду). Со временем оказалось, что это очень важная вещь. Спустя три года этот эффект был экспериментально подтвержден. Я был, конечно, по уши счастлив: это высшая радость для теоретика - что-то правильно предсказать. Не так уж часто это вообще удается.

А кто подтвердил?

Первой была группа Филиппа Кима в Колумбийском университете в Нью-Йорке (они, кстати, были главными конкурентами Андрея и Кости по графеновым делам). Сейчас это, наверное, уже в десятках работ подтверждено. Но главная прелесть этой работы в том, что она объясняла, почему графен в принципе интересен.

Дело в том, что в графене, как и в полупроводниках, есть дырки и есть электроны. При этом материал легко переключить с одной проводимости на другую - например, перейти от дырочной проводимости (когда основными переносчиками заряда являются положительно заряженные дырки) к электронной и наоборот. Для этого достаточно, скажем, приложить к листу графена внешнее электрическое напряжение, по-английски называемое gate voltage. При этом в нормальных условиях графен всегда содержит внутренние неоднородности, то есть там есть районы с электронной проводимостью и есть районы с дырочной проводимостью - такие электронные и дырочные лужи (). Почему это возникает? Это связано, например, с тем, что графен двумерен, а любые двумерные системы при любой конечной температуре испытывают сильные флуктуации. Так вот, если бы не было кляйновского туннелирования, которое позволяет электронам проходить через дырочные районы и наоборот, то все электроны в графене сидели бы в этих своих лужах и сам графен не был бы проводящим материалом.

Еще один важный факт: практически в любом другом полупроводниковом материале вы не можете перейти от электронной проводимости к дырочной непрерывно, вы обязательно проходите через район изоляторный, когда материал перестает проводить вообще. В графене же такого района нет - это тоже следствие разного рода релятивистских эффектов, описанных в моей работе про квантовую минимальную проводимость графена.

Как бы то ни было, но все это говорит о том, что графеновая электроника не может строиться как аналог кремниевой или германиевой электроники. В простейших транзисторах, подавая напряжение на центральную область (например, электронную), вы можете его запирать или отпирать. Из-за кляйновского туннелирования вы обычный транзистор в графене никогда не сможете запереть. То есть графеновый транзистор должен быть устроен совершенно по-другому.

Вместе с моими манчестерскими друзьями я участвовал в некоторых основополагающих работах вот в этой области - как правильно сделать графеновый транзистор. Наилучшее, что мы смогли предложить, - это так называемая вертикальная геометрия. При такой схеме ток протекает не по графеновому листу, а с одного листа на другой ( и ).

Я должен сказать, что все остальные слова, которые я наговорил - существование минимальной квантовой проводимости, дырочные и электронные лужи, - это тоже связано с некоторыми моими работами. То есть, с моей точки зрения, мне удалось существенно поучаствовать в формировании языка для этой новой области, который, в общем-то, все сейчас используют. И я рад, что научное сообщество сочло эти работы важными.

Каково сейчас состояние всей этой науки? Вы же говорите, что в последние годы активно этим занимаетесь.

Состояние замечательное. Графен - это просто сказка какая-то по нескольким причинам. Ну, во-первых, люди хорошие (смеется ).

И, во-вторых, замечательный баланс между теорией и экспериментом, настоящее полноценное сотрудничество. То есть как только какой-то эффект предсказывается, он тут же проверяется. Или, скажем, проводится эксперимент - и тут же теоретики берутся за объяснение полученной информации. Можно сказать, что вся эта деятельность вокруг графена - это просто образцово-показательная физика. Если, например, сравнить с другой нынешней модной областью, куда, в общем-то, многие люди уже даже потихонечку переходят из графена, - с так называемыми топологическими изоляторами, - то там такой баланс, на мой взгляд, пока не достигнут. Там, грубо говоря, есть сто (или тысяча) теоретиков на одного экспериментатора. Фантазия у всех работает, а экспериментов, чтобы опускать теоретиков на Землю, не хватает.

И еще, графен - система достаточно простая, не то что те же высокотемпературные сверхпроводники. Там столько всего наворочено: у них и химические формулы достаточно сложные, и кристаллическая структура сложная - миллион всяких факторов. Поэтому прорывов особенных, в общем-то, нет. Вот уже - сколько? - 25 лет люди ковыряются, но нельзя сказать, что мы поняли там что-то важное, что мы решили проблему. А в графене, поскольку люди хорошие, поскольку теоретики с экспериментаторами замечательно взаимодействуют и поскольку система все-таки относительно простая, прогресс колоссальный. На настоящий момент на уровне одночастичной теории графена (простейшая модель, в которой взаимодействие переносчиков заряда между собой не рассматривается) уже почти все сделано: выработан язык, обнаружены основные эффекты. Стало даже немножечко скучно, признаюсь, и я подумывал перейти в другую область. Но опять же, благодаря тому, что колоссальный прогресс в технике эксперимента, качество образцов стало уже настолько высоким, что стало возможным подавить все эти лужи, о которых я говорил и которые мешают наблюдать всякие тонкие эффекты, подойти очень близко к так называемой дираковской точке, к самому интересному случаю, и экспериментально стали наблюдаться многочастичные эффекты - эффекты, которые существенно связаны именно с взаимодействием электронов друг с другом. И это опять как бы новый мир открылся. То есть будущее теории графена как раз за такими многочастичными эффектами - тут сейчас масса интереснейших задач.

Вы упомянули дираковскую точку. Расскажите про нее подробнее.

Надеюсь, ваши читатели помнят из школы, что одним из исходных пунктов квантовой механики была теория Нильса Бора для атома. Одно из основных положений этой теории утверждало, что электроны в атоме могут иметь не любую энергию, а только какие-то определенные дискретные уровни энергий. Сейчас это уже многократно проверено на практике - например, в изолированных системах (их даже можно назвать «искусственными атомами»), известных как квантовые точки, спектр энергий дискретен (то есть состоит из отдельных значений).

Если же мы переходим к твердым телам, то спектр более сложно устроен. В обычных полупроводниках мы имеем дело с такой ситуацией: некоторые полосы энергий полностью заполнены, а некоторые полностью пустые. Если мы имеем частично заполненную полосу вот этих разрешенных энергий - это металл, проводник. Если одни полосы полностью заполнены, а другие пустые - это полупроводник или изолятор. Графен совершенно уникален, потому что у него в основном состоянии тоже есть полностью заполненная полоса и полностью пустая полоса, но между ними нет щели. И если посмотреть, как это все выглядит, нарисовать некую картинку, как этот энергетический центр устроен, то эта заполненная полоса может быть представлена как некий конус, на котором сверху стоит такой же конус. Самое интересное место спектра электрона - вот эта вот вершина конуса. Ну и если, как мы умеем в физике полупроводников, физике металлов, пытаться построить какую-то модель - мы, физики, говорим гамильтониан, - которая описывает такую ситуацию, то это будет очень похоже на гамильтониан Дирака релятивистской квантовой механики.

Эту точку и называют дираковской. Если графен не допирован (то есть мы дополнительно не запихиваем в графен ни электроны, ни дырки), то в этой точке и есть самая интересная физика.

В этой точке проявляются очень интересные электронные эффекты. Одна из основ нашего понимания твердых тел и вообще конденсированного состояния (твердых тел и жидкостей) - это теория ферми-жидкости, разработанная великим советским физиком Львом Ландау. Грубо говоря, эта теория говорит, что добавление в уравнения одноэлектронной теории взаимодействия электронов ни к каким новым качественным эффектам не приводит, то есть не очень важно - просто меняются некоторые параметры модели. Скажем, вместо одного значения массы, магнитного момента нужно рассматривать другие, и все. Именно поэтому модель с невзаимодействующими электронами дает обычно такое хорошее приближение.

Так вот, судя по всему, графен вблизи дираковской точки - это исключение, то есть теория ферми-жидкости Ландау там не работает. И вот это, в общем, довольно давно было известно как теоретическая конструкция, предложенная задолго до открытия графена моим другом и соавтором Пако Гинеа и другими теоретиками в Испании. А недавно это все экспериментально было подтверждено. И сейчас, мне кажется, основные усилия теоретиков, работающих в области графена, должны быть сосредоточены на том, чтобы понять это нефермижидкостное состояние, на том, чтобы понять, какого сорта эффекты межэлектронного взаимодействия можно ожидать. Это такая очень новая, свеженькая область, крайне привлекательная, чтобы в ней работать.

Что там за математика? Есть что-то интересное не только для физиков?

Одноэлектронная теория - это уравнение Дирака, с формальной точки зрения линейные уравнения в частных производных. Там красивая математика. Это даже математики признают - вон, недавно наши ребята (из нашей группы) вернулись из Санкт-Петербурга с большой конференции по матфизике Days on Diffraction - 2013 . Например, для того чтобы построить серьезную, а не просто чисто качественную математическую теорию кляйновского туннелирования, нужно использовать очень красивую, элегантную математику - так называемое квазиклассическое приближение, но гораздо более тонкое, чем в случае обычной квантовой механики. Как раз, чтобы учесть вот это кляйновское туннелирование.

А если мы говорим о многочастичных эффектах в графене, то мы переходим на совершенно другой уровень, там уже надо использовать вовсю сложные методы квантовых частиц и теории поля, например, те же самые методы, которые используют люди из теории элементарных частиц, чтобы разобраться, скажем, почему не бывает кварков в свободном состоянии. И, опять же, я вовлечен в некоторые из этих работ, я сотрудничаю с теоретической группой в ИТЭФе в Москве, где мы пытаемся вот эти методы теории элементарных частиц применять к изучению многочастичных эффектов в графене. То есть там, в общем, математика на любой вкус, начиная от классической математической физики XIX века, исследования дифференциальных уравнений в частных производных, и кончая современной изощренной математикой и численными методами, которые используются в так называемой фундаментальной физике. Вообще, уже в наших с Андреем и Костей первых работах была связь с современной математикой, той же геометрией и топологией. Ну, конечно, не прямо сегодняшней, а той, которая была лет 50 назад. Теорема Атьи-Зингера, к примеру. А это уже неплохо - в физике твердого тела, например, обычно хватает математики 150-летней давности.

Несколько вопросов в сторону. Хорошо известно, что вы верующий - православный христианин. В общении с иностранными коллегами вам это не мешает? Говорят, среди современных физиков много атеистов.

Я могу сказать, что никаких абсолютно проблем в общении с коллегами, по крайней мере на Западе, мне это не создает. Я думаю, все знают, и я это особо не скрываю. Я бы даже сказал, что типичное отношение - такое, доброжелательно-незаинтересованное. Большинству, я думаю, это просто по барабану, потому что научного работника надо оценивать по его научным работам. Если со мной можно поговорить о какой-нибудь интересной науке, так со мной и будут говорить об интересной науке. Это темы такого сорта, с которыми вообще не особо принято публично вылезать. Их обсуждаешь с близкими друзьями и так далее. У меня есть близкие друзья-физики, и сами они могут придерживаться каких-то других взглядов, но во всяком случае они с полным уважением и с полным пониманием относятся к моим религиозным взглядам. Я еще в бытность свою в России вместе с моим соавтором, коллегой Валей Ирхиным опубликовал две книги о науке и религии - «Уставы небес: 16 глав о науке и вере» и «Крылья Феникса. Введение в квантовую мифофизику» (обе книги есть на lib.ru - и - прим. «Ленты.ру» ).

Просто люди в основном не особенно думают в эту сторону, но в то же время, например, с большой гордостью могу сказать, что Костя Новоселов, когда он еще не был никаким нобелевским лауреатом, а был совсем молодым еще человеком, мне говорил, что читал «Крылья Феникса» и она произвела на него сильное впечатление. Я, конечно, не хочу бить себя в грудь и говорить, что это я, я, я помог ему стать нобелевским лауреатом, но во всяком случае чтение моих лженаучных книг явно ему не повредило. Так что тут отношение спокойное.

Что касается того, как я лично это совмещаю, то мне кажется, самое главное, что тут надо все-таки понимать: не стоит смешивать уровни. Мы не только физики, мы, в конце концов, человеческие существа, у нас есть разные проблемы, у нас есть разные типы опыта - и опыт повседневной жизни, и внутренний какой-то, духовный опыт, то, что иногда называется мистический опыт, и опыт нашей научной работы, с женщинами общаемся, с друзьями общаемся, с детьми общаемся, то есть мы живем многопланово, и я не думаю, что, скажем, мои религиозные взгляды как-то напрямую влияют на мою научную работу или наоборот, или на какие-то мои литературные занятия. Просто человек многогранен, как Федор Михайлович Достоевский говорил, «широк человек», ну, и помещается это все спокойно. Я, честно говоря, никаких особых проблем по этому поводу не испытываю.

Как вы относитесь к открытию кафедры теологии в МИФИ?

В принципе, если вы помните анекдот про Вовочку: мне бы ваши проблемы, Мария Ивановна, - так вот, мое отношение примерно такое же. Насколько я читал про эту историю, там действительно не сильно хорошо было сделано - не потому, что речь идет о вере или о чем-то еще, а просто, как говорят, я сам не разбирался, только в интернете читал, что там начальство руки выкручивало, что сделано было против желания людей, что не учитывали мнение и так далее. То есть самодурство - это плохо. Если в данном случае было самодурство, то это плохо. А если, как говорится, по согласию это было сделано (может быть, это не случай МИФИ), то ну чего, ну, есть кафедра, пусть там кто хочет, тот занимается, кто не хочет - не занимается. Я в этом абсолютно никакой проблемы не вижу. У нас есть факультет теологии, у нас, между прочим, вообще католический университет. Ну и что? Ну, католический.

У вас в честь святого называется?

Святой Радбод, да. У нас перед главным административным корпусом памятник святому Фоме Аквинскому стоит. Мне это совершенно никаким образом не мешает. Я понимаю, что я верующий, что с меня взять, но думаю, что большинство моих коллег - атеисты и им это тоже особо не мешает. Все нормально. Просто все нормально. Я прекрасно понимаю, что в России это страшно болезненный вопрос, просто потому, что он исключительно политизирован, во-первых. Во-вторых, по-видимому, у кое-кого из старшего поколения еще остались воспоминания о принудительном промывании мозгов марксизмом-ленинизмом в советское время, по этому поводу я могу много чего порассказать - меня, в конце концов, вообще заставили закончить университет марксизма-ленинизма, философское отделение. У меня диплом есть, все это даром потраченное время, оно до сих пор икается.

Но, с другой стороны, результат в моем случае был прямо противоположный желаемому, я же не только не стал марксистом-ленинистом, я стал идеалистом, верующим, резким антимарксистом, то есть на месте тех, кто пытается насаждать какую-то религиозную, православную, да хоть атеистическую, какую угодно, пропаганду - я бы задумался. Если же это делается для того, чтобы выслужиться перед начальством и галочку себе где-нибудь поставить, то что это обсуждать - ну, скотство и скотство.

Если искренне кто-то думает, что таким путем можно людей подвинуть в каком-то желательном направлении - я приведу замечательный контрпример. Мне промывали мозги этим марксизмом-ленинизмом, допромывались до мракобесия, до идеализма, до поповщины, как там Владимир Ильич выражался. Я думаю, что подобное усердие в деле насаждения православия будет приводить к таким же точно результатам, просто будут плодить уже не просто атеистов, а воинствующих атеистов - мне как православному человеку грустно думать об этой перспективе. С этих двух точек зрения, что вообще любая пропаганда всегда достигает целей, прямо противоположных заявленным, и что самодурство - это нехорошо и мнение людей надо спрашивать, - я к этой истории отношусь отрицательно. Если же просто говорить о сосуществовании кафедры теологии и кафедры физики ядерной и какой угодно в рамках одного учебного заведения, то я в таком заведении уже девять лет работаю, по уши счастлив и абсолютно никакой проблемы в этом не вижу.