Андрей гейм и Константин новоселов нобелевская премия

Оба лауреата — бывшие советские ученые, выпускники МФТИ. Андрей Гейм родился в 1958 году в Сочи, защитил диссертацию в Институте физики твердого тела АН СССР. Работал научным сотрудником в Черноголовке, потом эмигрировал за границу, где трудился в университетах Ноттингема, Копенгагена и Неймегена. С 2001 года работает в английском Манчестере. В настоящее время Гейм, который теперь носит имя Андре, возглавляет Манчестерский центр по «мезонауке и нанотехнологиям», а также отдел физики конденсированного состояния.

Андре Гейм — подданный Нидерландов, в то время как его коллега и второй лауреат Нобеля-2010 Константин Новоселов имеет российское и британское подданство.

Новоселов родился в 1974 году в Нижнем Тагиле. После окончания МФТИ он несколько лет проработал в Черноголовке, после чего уехал в Университет Неймегена, где защитил диссертацию.

Нобелевскую премию Гейм и Новоселов получили «За новаторские эксперименты, касающиеся двумерного материала графена». На двоих ученые получат 1,5 млн долларов (10 млн шведских крон).

Выступая по телефону на пресс-конференции, Гейм заявил, что не ожидал получения премии. «Мой план на сегодня — пойти на офис и закончить работу с бумагами, которую я еще не успел сделать», — приводит Reuters слова Гейма.

Графен — одна из форм (так называемых аллотропных модификаций), в которых может существовать углерод, пожалуй, самая экзотическая. Более известные — собственно, графит (из которого состоят грифели карандашей), алмаз, карбин (модификация с цепочечным строением молекул) и фуллерен (получивший в научной среде прозвище «футбольный мяч» за свою структуру). Графен представляет собой сверхтонкие (толщиной в один атом) слои из атомов углерода, связанные в гексагональную (состоящую из шестиугольников с общими сторонами) структуру. Как материал — новый и современный — он является самым тонким и одновременно самым прочным. Кроме того, он обладает проводящими свойствами, характерными для таких металлов, как медь. По теплопроводности он превосходит все известные на сегодняшний день материалы. Двумерные слои графена почти прозрачные, однако настолько плотные, что даже самые маленькие молекулы (например, одноатомные молекулы благородного газа гелия) не могут пройти сквозь слой.

Графен — еще одно проявление уникальных химических свойств углерода, благодаря которым, в частности, на нашей планете существует все живое.

Теоретическое исследование графена началось задолго до получения реальных образцов материала, поскольку графен является базой для построения трехмерного кристалла обычного графита. Однако получить графен экспериментально не удавалось. Интерес к нему возродился после открытия углеродных нанотрубок, представляющих собой фактически свернутый в цилиндр монослой.

Попытки получения графена, прикрепленного к другому материалу (ранее было показано теоретически, что свободную идеальную двумерную пленку получить невозможно из-за нестабильности относительно сворачивания или скручивания), начались с экспериментов, использующих простой карандаш, и продолжились с использованием атомно-силового микроскопа для механического удаления слоев графита, но не достигли успеха.

Однако в 2004 году Новоселов и Гейм опубликовали в журнале Science работу, где сообщалось о получении графена на подложке окисленного кремния. Таким образом, стабилизация двумерной плёнки достигалась благодаря наличию связи с тонким слоем диэлектрика SiO2.

Метод «отшелушивания» является довольно простым и гибким, поскольку позволяет работать со всеми слоистыми кристаллами, то есть теми материалами, которые представляются как слабо (по сравнению с силами в плоскости) связанные слои двумерных кристаллов. После этого ученым удалось таким же способом получить двумерные кристаллы BN, MoS2, NbSe2, Bi2Sr2CaCu2Ox.

Фактически открытие графена привело к созданию целого класса принципиально новых двумерных материалов с уникальными свойствами.

Квантовая физика развивает теорию таких объектов, а их практические применения обещают быть поистине впечатляющими. Материалы на основе графена могут перевернуть мир электроники: в частности, ученые предполагают, что графеновые транзисторы будут работать на порядки быстрее, чем современная кремниевая техника. Графен можно использовать для производства прозрачных сенсорных экранов, световых панелей или даже солнечных батарей. В смеси с пластиками графен дает возможность создавать композитные проводящие материалы, более устойчивые к действию высоких температур. Прочность графена позволяет конструировать новые механически устойчивые материалы, сверхтонкие, эластичные и легкие. В будущем из композитных материалов на основе графена, возможно, будут делать спутники, самолеты и автомобили.

Интересно, что в 2000 году Андре Гейм стал лауреатом Шнобелевской премии с формулировкой «За использование магнитов для подвешивания (левитации) лягушки». В научной среде ходят слухи, что после этих опытов лягушка выжила и даже дала потомство.

Эксперты из Thompson Reuters вновь не угадали лауреата Нобелевской премии.

Накануне они предполагали, что премией отметят астрономов, открывших противоречащий фундаментальному закону Хаббла феномен ускоряющегося расширения Вселенной, а также роль темной энергии в нем. Поэтому звонка от Нобелевского комитета могли ждать Сол Перлмуттер из Университета Калифорнии в Беркли, Адам Райес из Университета Джона Хопкинса в Балтиморе и Брайан Шмидт из Австралийского национального университета. Вторым основным претендентом на премию считалась научная группа космического аппарата WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe, NASA), предназначенного для изучения реликтового излучения, образовавшегося в результате Большого взрыва в момент зарождения Вселенной. В качестве возможных лауреатов назывались Чарльз Беннет (NASA и Университет Джона Хопкинса, Мэриленд), а также Лиман Пейдж и Дэвид Шпергель из Принстонского университета (Нью-Джерси). Последние в этом году стали лауреатами молодой, но довольно престижной премии Шоу по астрономии.

Среди отечественных деятелей науки и культуры самыми успешными в плане получения Нобелевских премий являются именно физики.

Они получали столь престижную награду шесть раз, а всего лауреатами стали девять человек. В 1958 году премию получили Павел Черенков, Игорь Тамм и Илья Франк «за открытие и интерпретацию эффекта Черенкова». Через четыре года лауреатом стал Лев Ландау «за пионерские теории в области физики конденсированного состояния, в особенности жидкого гелия». Еще через два года Нобелевский комитет отметил Николая Басова и Александра Прохорова «за фундаментальные работы в области квантовой электроники, которые привели к созданию осцилляторов и усилителей, основанных на мазерно-лазерном принципе». В 1978 году Петр Капица получил награду «за основополагающие изобретения и открытия в области физики низких температур». В 2000 году лауреатом стал Жорес Алферов «за разработку полупроводниковых гетероструктур, используемых в высокоскоростной и оптической электронике». И, наконец, последняя на данный момент российская Нобелевская премия досталась в 2003 году Алексею Абрикосову и Виталию Гинзбургу «за пионерский вклад в теорию сверхпроводимости и сверхтекучести».

Присуждение Нобелевской премии по физике Андрею Гейму и Константину Новоселову вызвало бурные дискуссии на тему «может ли Россия гордиться этой премией?». Конечно, лучше всего было бы задать этот вопрос самим лауреатам, но сейчас им явно не до этого: большое количество интервью и непосредственное получение награды (как всегда, в день смерти Альфреда Нобеля, 10 декабря) у них еще впереди, а пока, как сказал Гейм, «нужно поработать».

Имеющейся в открытом доступе информации вполне достаточно, чтобы получить адекватный ответ на поставленный выше вопрос.

Если формально, то сам факт, что Константин Новоселов имеет российское гражданство (пусть и пополам с британским подданством) означает, что в 2010 году список отечественных лауреатов Нобелевской премии пополнился. А вот руководитель и коллега Новоселова, Андрей Гейм, будучи гражданином Нидерландов, с формальной точки зрения не входит в этот список. Однако для того, чтобы понять, может ли Россия гордиться этой премией, стоит разобраться, что Россия сделала для того, чтобы Гейм и Новоселов получили Нобелевскую премию, и насколько Гейм и Новоселов сами ощущают себя россиянами.

Опять-таки с формальной точки зрения лауреаты физического «Нобеля-2010» получили образование и начали работать в науке именно у себя на родине.

Но этим вклад России в успех ученых и заканчивается.

Графен они получили уже в Манчестере, где и работают до сих пор. Оставшись в России, Гейм и Новоселов не смогли бы добиться таких же выдающихся результатов, и это признает, например, другой отечественный нобелевский лауреат Жорес Алферов. «Увы, российскими учеными их назвать нельзя, поскольку они живут и работают в Великобритании», — сказал он. А вот заявление вице-президента РАН Геннадия Месяца о том, что «русский гений может пробиться даже в Манчестере», вызвало лишь усмешку у представителей околонаучной среды и пользователей интернета. Всем понятно, что слово «даже» здесь совершенно неуместно, и оно было бы применимо в том случае, если бы Гейм и Новоселов получили Нобелевскую премию, работая в России. Вот только здесь слово «графен» до вчерашнего дня чаще ассоциировалось не с фамилиями Гейм и Новоселов, а с фамилией лжеизобретателя Петрика и его «фокусами» перед академиками.

А ведь область деятельности новоиспеченных нобелевских лауреатов представляет собой те самые пресловутые нанотехнологии.

На их развитие во главе с «Роснано» у России есть огромные средства, но до сих пор нет внятных практических результатов. А чтобы вернуть в Россию и обеспечить комфортными для работы условиями родившихся здесь мировых лидеров в этой области, у страны денег нет. Хотя еще за несколько лет до получения Нобелевки Константин Новоселов говорил, что для работы ему и Гейму необходимо 3—4 квалифицированных техника, 3 кандидата наук, 3 студента, в сумме это около $350 000 в год плюс оборудование за $5 млн, на поддержку которого надо ежегодно тратить около $150 000. В переводе на рубли приглашение Гейма и Новоселова в Россию стоило бы государству разовых затрат в размере 150 млн рублей и 15 млн рублей ежегодно.

При этом бюджет «Роснано» исчисляется десятками, а то и сотнями миллиардов рублей.

Вместе с тем обладатели физического «Нобеля» 2010 года связей с родиной не теряют и периодически сюда приезжают. Так, у Новоселова еще до получения Нобелевской премии была запланирована поездка в Россию в начале ноября. Кроме того, оба лауреата регулярно общаются с российскими СМИ, и в свое время Константин Новоселов подробно рассказал «Газете.Ru» о своей статье в журнале Science, посвященной созданию миниатюрного транзистора на основе графена. Андрей Гейм же назвал своего хомяка (которого в 2001 году включил в соавторы статьи в Physica B: Condensed Matter о диамагнитной левитации) русским именем Тиша и говорит, что считает себя европейцем и «процентов на 20 — кабардино-балкарцем».

Последнюю фразу Андрей Гейм, который родился в Сочи, а школу заканчивал в Нальчике, произнес в 2008 году в интервью газете «Кабардино-Балкарская правда». Там же ученый и рассказал, почему в свое время он уехал за границу: «На физтехе первые пять лет дают базовое образование, а потом направляют в академические институты, включают в обычную институтскую деятельность. Образование мы получили очень хорошее, просто блестящее, а вот экспериментальная база науки представляла собой печальное зрелище… Я работал в одном из лучших академических институтов — Институте твердого тела РАН. В 90-м году получил стипендию Английского королевского общества и с тех пор в Россию возвращаюсь только на каникулы.

Возможности для работы там и тут — небо и земля. А работа — очень большая часть жизни».

Присуждение Нобелевской премии Андрею Гейму и Константину Новоселову (последний и вовсе стал одним из самых молодых обладателей Нобелевки за всю историю, получив премию в 36 лет) обнажило критичность положения отечественной науки и ошибочность принимаемых российскими властями мер по внедрению «курса на модернизацию». И если в ближайшие годы ситуация кардинально не изменится, то в скором будущем не будет даже и таких Нобелевских премий, заслуга России в которых действительно составляет максимум 20 процентов.

Физик Андрей Гейм и его ученик Константин Новоселов получили самую престижную научную премию и чек в 1 миллион евро за открытие графена — самого тонкого материала в мире. Толщина графенового листа всего 1 атом, этот материал считают самым перспективным для использования в электронике.

Те, кто хоть немного был знаком с Андреем, безоговорочно признавали его самым экстравагантным гением за всю современную историю. Достаточно сказать, что Гейм умудрился стать первым ученым, который получил и Нобелевскую и Шнобелевскую премии. Последняя, напомним, является пародией на Нобелевскую премию и присуждается за самые дурацкие исследования в области науки.

В 2000 году Андрей потряс ученое сообщество своим экспериментом с левитирующей лягушкой. Чтобы заставить лягушку летать, Гейм использовал систему магнитов. Опыты, которые Андрей проводил вместе с известным математиком-теоретиком сэром Майклом Берри из Бристольского университета, были положены в основу научного труда «О летающих лягушках и левитронах», его напечатал в 1997 году журнал European Journal of Physics.

Научный мир был ошарашен. Тем более что в качестве соавтора одной из статей на эту тему Гейм указал… своего хомяка Тишу и утверждал, что он внес прямой непосредственный вклад в работу.

Андрей Гейм за свое открытие получил титул рыцаря из рук королевы Англии.Фото: РИА Новости

«Да он просто дискредитирует науку!» — восклицали ученые-сухари.

Но спустя несколько лет выяснилось, что работы Гейма по диамагнетической левитации натолкнули ученых на абсолютно новую область исследований: наземные эксперименты с низкой гравитацией.

Открытия Гейма никогда не оставляли научный мир равнодушным. В 2003 году он стал кумиром фанатов комиксов про Человека-паука. Ученый изобрел бесклеевую липкую ленту, которая воспроизводила структуру лапок геккона. Биологов всегда поражала способность этих животных карабкаться по гладким поверхностям и не падать с потолка. Физики рассчитали, что 50-граммовые гекконы обладают такой силой, что теоретически способны удержать на отвесной стене двух взрослых людей! Андрею удалось разгадать этот секрет природы и создать полимерную пленку с удивительными свойствами: миф о Человеке-пауке стал реальностью…

Впрочем, мы забежали далеко вперед. Эту историю надо рассказывать с самого начала. Андрей Гейм родился в 1958 году в Сочи. Через шесть лет семья переехала в Нальчик, где его отец Константин Алексеевич получил должность главного инженера электровакуумного завода. Фабрика выпускала аппаратуру для космических аппаратов.

Гейм единственный ученый, который получил и Нобелевскую и Шнобелевскую премии.Фото: РИА Новости

Андрей окончил школу с углубленным изучением английского языка, что впоследствии ему очень пригодилось во время переезда на Запад. Впрочем, настоящей страстью ребенка были математика и физика. Он с увлечением занимался дополнительно, участвовал во всевозможных олимпиадах. Школу Андрюша окончил с золотой медалью.

В 1975 году Гейм уехал в Москву, он мечтал поступить в МИФИ. Однако поступить в престижный вуз будущему нобелевскому лауреату не удалось. Вот что он сам рассказывал потом об этой парадоксальной истории: «При попытке поступить в МИФИ меня завалили на экзаменах. Потом мне объяснили (и это было для меня шоком), что для поступления в этот вуз человеку с немецкой фамилией нужны были особые рекомендации. Я этих тонкостей не знал. Вернулся домой, устроился на электровакуумный завод слесарем-электротехником. После второго провала на экзаменах в МИФИ понял, что ситуация непробиваемая, забрал документы и в тот же год поступил в МФТИ, где, как оказалось, не было системы деления на тех, кого нужно и кого не следует принимать».

В 1982 году Гейм с отличием окончил МФТИ, в дипломе у него фигурировала только одна четверка — по политэкономии социализма. Его работы в Институте физики твердого тела привлекли к себе внимание за рубежом. В стране бушевала перестройка, наука в СССР стремительно превращалась в бедную падчерицу. Не видя особых перспектив на Родине, Гейм в 1990 году получил стипендию Английского королевского общества и уехал из Советского Союза. Семья Андрея — его родители и брат — в середине 90-х по программе переселения немцев тоже уехали из Нальчика и осели в Германии.

Константин Новоселов стал самым молодым нобелевским лауреатом по физике за последние 37 лет.

В 1999 году на Западе оказался и Константин Новоселов. Он приехал в Институт Неймегена (Голландия), где к тому моменту Гейм был профессором. Оба знали друг друга еще со времен работы в Институте физики твердого тела в подмосковной Черноголовке. Гейм очень высоко ценил Костю. Тот считался вундеркиндом еще в школе. С шестого класса он не знал себе равных в областной олимпиаде по физике, а на Всесоюзной олимпиаде школьников СССР Новоселов входил в десятку лучших.

Получив карт-бланш на исследования в Университете Манчестера, Гейм стал собирать у себя под крылом русскую команду. Поэтому на вопрос, вправе ли мы считать Нобелевскую премию по физике-2010 русской, можно дать положительный ответ.Константин младше своего научного руководителя на 16 лет (родился 23 августа 1974 года в Нижнем Тагиле), однако его вклад в нобелевское открытие таков, что сам Гейм признавал: «Мы оба играли первую скрипку».

От Константина Новоселова ждут новых удивительных открытий.Фото: РИА Новости

Вот что говорит об истории открытия доктор физико-математических наук Сергей Морозов, один из участников команды Гейма: «Конечно, с одной стороны, организация дела, технические устройства, финансовые возможности — все это заслуга английской науки. С другой стороны — Андрей Гейм и Константин Новоселов как личности и ученые сформировались в российской системе. Сама научная группа тоже изначально была русской: на старте были Андрей, Костя, я, может быть, еще несколько человек. Теперь у нас 40 — 50 сотрудников, есть русские, украинцы, немцы, англичане, пакистанцы, индусы, китайцы… Но костяк группы по-прежнему русскоязычный».

Впрочем, англичане тоже считают открытия русских ученых предметом собственной гордости. Указом королевы Елизаветы II нобелевским лауреатам Андрею Гейму и Константину Новоселову присвоены звания рыцарей за заслуги перед наукой.

Кстати, Новоселов стал самым молодым нобелевским лауреатом по физике за последние 37 лет. В августе 2015 года ему исполнится всего лишь 41 год. И мы вправе ожидать от Константина новых выдающихся открытий. Впрочем, и Гейм заявил, что эта премия для него не первая и не последняя. Он по-прежнему является одним из самых цитируемых в научной литературе физиков планеты. По словам его супруги Ирины Григорьевой, физика для Гейма не только работа, это источник удовольствия. Его стандартный рабочий день длится как минимум 12 часов: с 9 утра до 9 — 10 вечера.

В пакетике, тот самый графен — самый тонкий материал в мире, его толщина — один атом.Фото: РИА Новости

Однако сам нобелевский лауреат скептически оценивает перспективы мировой науки. Он считает, что научно-техническая революция, которая изменила облик нашего мира за последние 50 лет стала результатом политического противостояния капиталистического Запада и коммунистического Востока. СССР и США вкладывали огромные средства в фундаментальные исследования в надежде выиграть гонку вооружений. К счастью, третьей мировой войны не случилось, а наработки ученых вылились в новую технологическую революцию.

Со свойственной ему экстравагантностью Гейм заявляет: «Нынешние вызовы — глобальное потепление, перенаселение, истощение ресурсов — не способны напугать человечество. Поэтому политики не хотят тратить большие деньги на науку. Но у меня есть мечта. Я хочу, чтобы астрономы обнаружили гигантский астероид, который угрожает уничтожить Землю лет эдак через 50. Для спасения понадобятся новые технологии. К сожалению, только осознание общей угрозы способно заставить нас объединиться. Люди наконец поймут, что социальные сети могут сделать отдельных людей очень богатыми, но не могут спасти планету. Для этого нужны фундаментальные открытия».