Ураловед

Портал знатоков и любителей Урала

5 1 2 3 4 5 Рейтинг: 5.00 Голосов: 2

(посвящается 110-летию со дня вручения первой Нобелевской премии 10 декабря 1901 года)

Урал славится не только рудными горами и малахитовыми скалами, природа не поскупилась и на таланты. С нашим краем связаны судьбы двух нобелевских лауреатов.

Начнём издалека, а именно с Витебской области Белорусской ССР, где в 1930 году родился Жорес Иванович Алфёров. "Какое отношение белорус имеет к Уралу?" — спросите вы. Ответ прост: когда началась Великая Отечественная Война, Ж. И. Алфёрова вместе с родителями эвакуировали в город Туринск Свердловской области.

Здесь он прожил почти четыре года, учась с пятого по восьмой класс. Очевидно, что Алфёрова нельзя назвать "уральским лауреатом Нобелевской премии" в полной мере. Тем не менее, на время его жизни в Туринске приходится подростковый возраст —  этап становления личности и профессионального самоопределения. Поэтому многие уральские краеведы обоснованно полагают, что уральский край внёс немалый вклад в воспитание будущего великого учёного.

Не будем подробно описывать жизненный путь Алфёрова. Достаточно будет сказать лишь то, что к концу 2011 года список его наград занимал целую страницу, и главная среди них — Нобелевская премия по физике 2000 года, вручённая "за развитие полупроводниковых гетероструктур для высокоскоростной оптоэлектроники". Такая формулировка понятна разве что учёным, однако, как это нередко бывает в случае практического применения достижений фундаментальной физики, результатами этих исследований пользуются миллионы людей по всему миру. Оптоволоконные линии связи и новые виды лазеров — вот что дали миру исследования лауреата.

Алфёров известен не только как физик, но и как общественно-политический деятель. Он был одним из авторов "Письма десяти академиков", посвящённого проблемам разграничения светской и духовной жизни общества. Также любопытна аллегория, которой учёный однажды продемонстрировал социальное расслоение российского общества: взял в руки бокал с вином и сказал: «Содержимое его принадлежит — увы! — всего-навсего десяти процентам населения. А ножка, на которой держится бокал, — это остальное население».

Ж. Алфёров не забывает и о преемственности: под его началом работают несколько молодых учёных-физиков. Кто знает, может быть, в один день кто-нибудь из них превзойдёт своего учителя.

Перейдём ко второму нобелевскому лауреату, коренному уральцу Константину Новосёлову.

Константин Новосёлов родился в 1974 году в городе Нижний Тагил Свердловской области. Учился в лицее №39. Интерес к точным наукам Константин проявлял со школьной скамьи: был постоянным участником всесоюзных олимпиад по математике и физике. В 1991 году Новоселов был принят в Московский физико-технический институт (МФТИ) на факультет физической и квантовой электроники. Любопытно, что незадолго до этого он получил "тройку" на вступительном экзамене по математике в Нижнетагильском политехническом институте.

Вскоре после получения диплома о высшем образовании Новосёлов переехал в Нидерланды, где стал работать в университете Неймегена под руководством другого русского эмигранта Андрея Гейма.

Результатом их совместной работы стало получение графена   (в 2004 году).  Графеном называется аллотропная модификация углерода, схожая с графитом, но толщиной всего в один слой атомов.

Примерно так располагаются атомы углерода в графене

Любопытна история этого открытия. Существование графена было предсказано ещё в середине XX века советскими физиками; отмечались и возможные необычные свойства будущего материала. Однако получить его никому не удавалось. Более того, известный советский физик Лев Ландау (также нобелевский лауреат) теоретически доказал, что выделить графен в свободном виде невозможно. Однако, как рассказал впоследствии сам Новосёлов, оказалось достаточно куска графита, скотча, а также умения и удачи.

Скотч прикладывали к графиту и отрывали, в результате на ленте оставались тонкие углеродные "чешуйки". Их аккуратно (специальной аппаратурой) соскребали с ленты, пока не оставался всего один слой атомов. Далее оставалось только растворить скотч в ацетоне и поместить графен на кремниевую основу.

Свойства нового материала оказались уникальными и полностью совпали с предсказанными, в частности: графен очень прочен на разрыв, обладает превосходной электропроводностью. Помимо этого, графен можно считать естественной "лабораторией" для исследований в области квантовой физики, потому что электроны, помещённые между атомами графена, проявляют уникальные свойства.

Новосёлов и Гейм сделали приятный подарок учёным, компьютерщикам и... геймерам. Наиболее перспективной областью применения графена считается сфера информационно-компьютерных технологий. В настоящее время все компьютерные компоненты делаются на основе кремния. Как показывают исследования, для их изготовления прекрасно подходит и графен. Созданные к концу 2011 года опытные образцы процессоров достигают тактовой частоты в 5 ГГц, что выше, чем у существующих сейчас серийных моделей, и это не предел. Вполне вероятным представляется создание компонентов, в десятки раз более производительных, чем имеющиеся. Поначалу их применение будет возможно только в исследовательских центрах, космических аппаратах и военной технике из-за высокой цены и сложности массового производства, но впоследствии такое оборудование должно войти в повседневную жизнь. Так что вполне реальны полнофункциональные мультимедийные компьютеры размером с кубик рубика, работающие месяц от аккумулятора (естественно, встроенного). Одна ложка дёгтя в бочке мёда: для нас, привыкших к ежемесячному появлению компьютерных новинок, всё это выглядит весьма отдалённой перспективой: раньше 2020-2025 года вряд ли стоит ожидать появления в магазинах подобных чудо-устройств. Хотя, как говорят, "реальность - опережает самые смелые прогнозы фантастов".

За "революционные эксперименты с графеном" Гейм и Новосёлов в 2010 году были удостоены Нобелевской премии по физике. Таким образом, они оба установили два, так сказать,  "нобелевских рекорда": Константин Новосёлов стал самым молодым из ныне живущих лауреатов этой престижной награды. Андрей Гейм оказался единственным по сей день человеком, удостоенным как Нобелевской, так и Шнобелевской премии (последнюю он получил в 2000 году за эксперимент с полётом лягушки, помещённой между сильными магнитами).

В заключение: Константин Новосёлов, несмотря на уже 12 лет жизни за границей, по-прежнему считает честью быть российским учёным и отмечает, что такого образования, как в Московском физико-техническом институте, он не мог получить нигде.

© Павел Сёмин, 2011
UraloVed.ru