Нобелевская премия по физике 2010
Шведские академики присудили высшую научную награду Андрею Гейму и Константину Новоселову за открытие двумерной формы углерода - графена, заставив российских ученых сетовать на утечку мозгов, а британских - надеяться на сохранение финансирования науки.

"Правительству следует извлечь уроки из решения Нобелевского комитета", - прокомментировал присуждение Нобелевской премии по физике президент Королевского научного общества профессор Мартин Риз. Он напомнил о том, что многие ученые, в том числе иностранные, которые работают в Британии, в случае сворачивания финансирования могут просто уехать в другие страны.

Британское правительство 20 октября обнародует планы серьезного урезания государственных расходов. Наука и высшее образование, как ожидается, станут одной из сфер, которые сокращения затронут наиболее остро.

Выпускники МФТИ Гейм и Новоселов, работающие в Манчестере, получили премию "за новаторские эксперименты по исследованию двумерного материала графена". Они разделят между собой 10 миллионов шведских крон (около одного миллиона евро). Церемония вручения награды пройдет в Стокгольме 10 декабря, в день кончины ее основателя - Альфреда Нобеля.

В числе других кандидатов на эту премию назывались ученые, работающие в сфере астрофизики и квантовой механики: физики из США и Австралии Сол Перлмуттер, Адам Рисс и Брайан Шмидт, открывшие ускорение расширения Вселенной, а также научная группа зонда WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) Чарльз Беннетт, Лайман Пейдж и Дэвид Шпергель, точно оценившая возраст Вселенной и ее состав по данным наблюдений за реликтовым излучением, "эхом" Большого взрыва.

Предрекали премию также французу Алену Аспе, австрийцу Антону Цайлингеру и американцу Джону Клаузеру, описавшим эффект "квантового запутывания", когда частицы, которые когда-то были частью одной и той же системы, продолжают "чувствовать" изменения состояния друг друга даже на расстояниях в несколько километров.

Оба лауреата начинали научную карьеру еще в России. Андрей Гейм сейчас имеет голландское гражданство. Он родился в Сочи в 1958 году. В 1987 году защитил кандидатскую диссертацию в Институте физики твердого тела РАН в Черноголовке. В настоящее время занимает пост директора нанотехнологического центра в британском Манчестере.

Константин Новоселов имеет британское и российское гражданство. Он родился в Нижнем Тагиле в 1974 году, а сейчас является профессором университета Манчестера.

Гейм и Новоселов начали работать вместе еще в Нидерландах, а затем оба перебрались в Великобританию. В 2004 году они экспериментально доказали возможность получения наноматериала графена - особой формы углерода, представляющей собой лист толщиной в один атом.

Впрочем и в Манчестере они создали "маленькую Россию". В группе по исследованию физики твердого тела университета Манчестера, где работают ученые, 11 из 19 сотрудников имеют явно не британские фамилии: Григорьева, Горбачев, Пономаренко, Анисимова...

- - - - - -
Графен стал первым в истории двумерным материалом, состоящим из единичного слоя атомов углерода, соединенных между собой структурой химических связей, напоминающих по своей геометрии структуру пчелиных сот. Долгое время считалось, что такая структура невозможна.

"Считали, что таких двумерных однослойных кристаллов не может существовать. Они должны потерять устойчивость и превратиться в нечто другое, ведь это фактически плоскость без толщины", - сказал РИА Новости бывший начальник лауреатов, директор Института проблем технологии микроэлектроники и особо чистых материалов РАН (ИПТМ) Вячеслав Тулин.

Однако "невозможный" материал, как оказалось, обладает уникальными физико-химическими свойствами, которые делают его незаменимым в самых разных сферах. Графен проводит электричество так же хорошо, как медь, на его базе можно создавать сенсорные экраны, фотоэлементы для солнечных батарей, гибкие электронные приборы.

"Это будущая революция в микроэлектронике. Если сейчас компьютеры гигагерцовые, то будут терагерцовые и так далее. На базе графена будут создавать транзисторы и все другие элементы электронных схем", - сказал РИА Новости профессор кафедры квантовой электроники МФТИ Алексей Фомичев.

Одну область применения графен уже нашел: это солнечные фотоэлементы. "Раньше при производстве фотоэлементов в качестве прозрачного электрода применялись оксиды индия, допированные оловом. Но оказалось, что несколько слоев графена гораздо эффективнее", - сказал Александр Вуль, завлабораторией физики кластерных структур петербургского Физико-технического института имени Иоффе РАН.
- - - - - -
Андрей Гейм и Константин Новоселов - первые в истории выпускники Московского физико-технического института, получившие Нобелевскую премию: до этого лауреатами становились основатели и сотрудники МФТИ - Петр Капица, Николай Семенов, Лев Ландау, Игорь Тамм, Александр Прохоров, Николай Басов, Виталий Гинзбург и Алексей Абрикосов. Гейм закончил факультет общей и прикладной физики (ФОПФ) в 1982 году, Новоселов - факультет физической и квантовой электроники (ФФКЭ) в 1997 году. Оба выпускника получили красные дипломы.

"Это суперновость. Мы очень рады решению Нобелевского комитета. МФТИ уже направил поздравления новым Нобелевским лауреатам", - сообщил РИА Новости во вторник ректор МФТИ Николай Кудрявцев.

По словам ректора, сотрудники "подняли из архива их личные дела и убедились, что это были выдающиеся студенты". При этом Андрей Гейм не поступил в институт с первого раза, год проработав на заводе, но "проявил упорство" и стал студентом МФТИ.

"В течении всего времени учебы на ФОПФе Гейм получал самые высокие отзывы от преподавателей. А выпускную работу Гейма дипломная комиссия оценила исключительно высоко", - сообщил руководитель МФТИ.

Студент 152-й группы факультета физической и квантовой электроники Константин Новоселов, как отметил Кудрявцев, "посещал занятия нерегулярно, но все задания сдавал успешно и в срок".

"И отзывы преподавателей о Новоселове - также самые высокие. Это значит, что он был настолько талантлив, что ему, в общем-то, было необязательно ходить на все занятия", - прокомментировал архивные документы ректор МФТИ.


- - - - - -
Андрей Гейм войдет в историю Нобелевской премии как первый лауреат, который до этого получил Шнобелевскую, или Антинобелевскую премию. Эта награда присуждается раз в год за научные достижения, "которые сначала вызывают смех, а затем заставляют задуматься".

Гейму и его коллеге, сэру Майклу Берри (Michael Berry) Шнобелевская премия 2000 года по физике была присуждена "за использование магнитов для того, чтобы заставить лягушку левитировать". Результаты этого исследования Гейм и Берри изложили в статье "О летающих лягушках и левитронах", опубликованной в 1997 году в журнале European Journal of Physics.

"Образовательные эксперименты Гейма по диамагнетической левитации широко разрекламировали СМИ всего мира, о них упоминают авторы десятков учебников. Несколько неожиданно эта работа вдохновила пионеров абсолютно новой сферы исследований - наземных экспериментов с низкой гравитацией", - отмечается в официальном резюме ученого на сайте Манчестерского университета.

Кроме того, в 2001 году в качестве соавтора своей работы "Обнаружение вращения Земли с помощью диамагнетически левитирующего гироскопа" Гейм указал своего любимого хомячка Тишу, который значился как H. A. M. S. ter Tisha и, по словам самого ученого, внес "самый прямой вклад (в работу)".
- - - - - -

Коллега Гейма, Константин Новоселов, стал самым молодым Нобелевским лауреатом с российским гражданством: 36-летний физик на шесть лет моложе своего советского коллеги Николая Басова, в 42 года получившего премию 1964 года за работы в области квантовой электроники, которые привели к созданию излучателей и усилителей на лазерно-мазерном принципе.

Самым молодым лауреатом во всей истории Нобелевской премии стал Лоуренс Брэгг, в 25 лет разделивший премию по физике со своим отцом, Уильямом Генри Брэггом. Следующие четыре позиции в списке самых молодых в истории лауреатов также занимают физики: Вернер Гейзенберг, Цзундао Ли, Карл Андерсон и Поль Дирак получили премии в 31 год.

Константин Новоселов, однако, войдет в историю премии как первый представитель поколения, родившегося в 1970-е годы. Как сообщает сайт премии, предыдущее десятилетие в списке лауреатов представляют физик Эрик Корнелл, биологи Кэрол Грейдер и Крейг Мелло, а также президент США Барак Обама, получивший Нобелевскую премию мира. Никого моложе 1961 года рождения, кроме Новоселова, в списке лауреатов нет.
http://rian.ru/science/20101005/282559646.html


При этом, графен обладает высокой прочностью, он прозрачен в силу своей чрезвычайно малой толщины. Кроме того, графен является прекрасным проводником электрического тока, что делает его очень привлекательными для использования в качестве прозрачных электродов солнечных батарей или сенсорных дисплеев.

Благодаря своим свойствам, графен считается следующим поколением материалов, которые найдут свое применение в наноэлекронике. Он позволит существенно повысить скорость работы вычислительных машин, снизить их энергопотребление и нагревание в ходе работы, сделать их легкими. Графен также может быть использован в качестве замены тяжелых медных проводов в авиационной и космической индустрии, а также в широком наборе гибких электронных устройств, прототипы которых разрабатываются в наши дни.

http://www.rian.ru/infografika/20101005/282465752.html

Физик Гейм не одинок в компании лауреатов Нобелевки и Шнобелевки
http://www.rian.ru/science/20101006/282653356.html

«Идея практического применения графена витает в воздухе. Многие компании, которые этим занимаются предполагают выпустить первые продукты, которые основываются на этом материале, в 2011–2012 году», – сказал Константин Новоселов
«Что касается использования графена при производстве компьютеров, это, конечно же, очень далеко идущие планы, – продолжает Новоселов. – Графен не заменит кремний в течение по крайней мере следующих 10 лет. Причина не в том, что кремний плох или хорош или графен плох или хорош».
«У нас недостаточно умения, чтобы производить те транзисторы, которые мы хотим произвести из графена. Мы можем сделать один–два, но сделать тысячи и десятки тысяч, которые необходимы для микропроцессора, мы не умеем. И мы не умеем делать это ни из графена, ни из кремния. Но в других электронных приложениях этот материал может вполне найти применение, например, в высокочастотных транзисторах для мобильных телефонов, сверхбыстрых оптических датчиках для оптоволоконной связи. Это все вполне реально»
http://www.vz.ru/news/2010/10/6/437616.html

Нобелевский лауреат Константин Новоселов рассказал Forbes о своем открытии еще год назад

— Костя, как вы обычно объясняете, что такое графен?
— Графен — это самая тонкая материя, которую мы когда-либо получали или получим. Бесполезно пытаться строгать и пилить в попытках создать что-то еще тоньше — этот рекорд уже никогда не побить. Наверное, в этом и состоит одно из самых интересных качеств графена, о котором после открытия все как-то очень быстро забыли. Люди бросились изучать электронные и механические свойства графена, но для меня самым удивительным осталось то, что мы обладаем материалом, который не только абсолютно тонок, но и стабилен.

— И самый тонкий материал во вселенной вы производите с помощью простой липкой ленты?
— Да, мы берем графит — на худой конец можно даже и грифель из карандашей, но лучше взять кусок качественного графита. Графит — очень слоистый материал, от него легко отщепляются тонкие пластины, но никто почему-то не задумывался, что можно снять ровно один атомный слой. Использовать скотч для разделения слоев материала — тоже не наша идея. Это стандартный способ подготовки гладких образцов графита для сканирующей туннельной микроскопии. Разница в том, что всех интересовал массив графита, у которого после такой операции образовывалась гладкая поверхность, а скотч и все что к нему прилипло, просто выбрасывали. За то, что мы его подобрали и исследовали, нас назвали «garbage scientists» — мусорными учеными. Метод липкой ленты нам очень нравится, поскольку позволяет очень быстро и без больших затрат получать образцы для исследований. Но сейчас идет бесконечно быстрый прогресс других технологий получения графена. Если год назад я был скептически настроен по поводу его применений, особенно в электронике, то сейчас это становится вполне реальным бизнесом.

— Кусок графена какой величины вы можете получить?
— Сейчас около 1 кв. мм. Некоторые из предложенных способов обещают квадратные сантиметры, но я не могу ручаться за качество. Впрочем, прогресс идет настолько быстро, что мы можем ожидать серьезного прорыва уже в скором времени. Квадратные сантиметры — абсолютно реальны.

— Как вообще появился графен?
— Андрей Гейм научил меня часть рабочего времени обязательно уделять так называемым Friday evening experiments — пятничным экспериментам на скорую руку, которые то ли получатся, то ли нет. Сам Гейм, например, лягушку левитировал (за опыты по подвешиванию лягушки в магнитном поле Андрей Гейм получил в 2000 году «Игнобелевскую премию», присуждаемую за открытия, которые «сначала заставляют смеяться, а потом задуматься» — Forbes).
Графен тоже начался с такого пятничного эксперимента. Мы совершено не думали, что будем этим заниматься долгое время. Вначале Андрей собирался сделать тонкие слои висмута, потом переключились на графит. Взяли китайского студента, дали ему кусок хорошего графита и задание сделать его как можно тоньше. Он допилил его до 50 микрон, дальше графит крошился в пыль. Решение пришло, когда я наблюдал за работой специалиста соседней лаборатории, который налаживал нам сканирующий туннельный микроскоп. Я увидел, как он отщепляет графит скотчем, подобрал этот скотч и буквально в тот же день получил образец, который стал проявлять ожидаемые свойства — его проводимость зависела от приложенного поля.

— Вы верите в революцию, которую графен может совершить в электронике?
— Правильный вопрос — сдаст ли кремний свои позиции. И это вопрос не ко мне, а к тем, кто занимается кремнием. Я знаю, что графеном занимаются все ведущие фирмы. Наши студенты открыли компанию Graphene Industries по производству графена, — и их основные покупатели — компании ряда IBM, Samsung и Intel. Есть масса других приложений графена, которые может быть даже более интересны, чем электроника в смысле замены кремния. Например, сверхбыстрые высокочастотные транзисторы. Рабочие опытные образцы из графена появились полгода назад, и уже демонстрируют рекордные показатели. Такие транзисторы востребованы, например. в приемниках и передатчиках для мобильной связи. Люди обманываются, когда говорят, что кремниевая технология подходит к концу, и нужен новый материал. Кремниевая технология в самом деле подходит к концу, но не из за кремния, а из-за того, что мы не знаем, как дальше уменьшать размеры. Перед графеном встанут те же проблемы. Когда мы упремся в предел, нужно будет выдумывать что-то новое, и для кремния, и для графена. Если получится что-нибудь из этого — прекрасно. Не получится — у нас было несколько лет хорошего фана.

— Сколько людей в мире сейчас занимаются прикладными исследованиями графена?
— Прототипы устройств на его базе сейчас пытаются делать многие — может быть, 10-20 сильных лабораторий в мире. Высокочастотные транзисторы и другие близкие к практике приложения уже ушли из академических лабораторий в фирмы и к военным. Лидер сейчас, наверное, IBM. Есть еще HRL, которые сотрудничают с оборонными лабораториями в США. Графен поглощает только 2% света, и в нем заинтересованы производители дисплеев и солнечных батарей, которым важно получить проводящий слой максимальной прозрачности. Технологии получения графена для таких применений уже есть. Графен уже используется в микробиологии и биохимии как подложка для электронной микроскопии белков, которая обладает сразу несколькими ценными качествами: слабо поглощает электроны, проводит электрический ток и не искажает форму белковой молекулы.

— А что вы сейчас делаете в рамках Friday Evening Experiments? Какие темы интересуют?
— Они в основном посвящены графену. Главное, что я хочу сделать — свернуть из графена оригами, сделать какую-нибудь новую топологию. Интересно также поведение других веществ в экстремально тонких пленках. Хоть я и говорю, что графен — самый тонкий материал во вселенной, нет препятствий к тому, чтобы сделать подобные тонкие материалы из других атомов. Их свойства также абсолютно не изучены, можно быть уверенным только в том, что они интересны.

— Если вы с Геймом вдруг решите бросить графен и заняться чем-то еще, сколько как быстро сможете это сделать?
— В течение получаса. Надоест заниматься графеном — перестанем им заниматься. Нас нельзя назвать заложниками этой темы. Очень сложно объяснить, чем мы занимаемся в своей лаборатории. У нас даже табличка на двери лаборатории с орфографической ошибкой. Пусть люди видят, что мы занимаемся не скучными вещами. Мне бесконечно нравится в графен, потому что это, наверное, самый демократичный материал. Его исследуют везде — от Пакистана до Чили. Если раньше исследованиями дробного квантового эффекта Холла (описывает поведение электронов в сильных магнитных полях) могли заниматься только две лаборатории в мире, сейчас его можно изучать любая физическая лаборатория. Графен, как полковник Кольт, уравнял людей в правах.

— Вы занимаетесь коммерциализацией своих открытий?
— Мы заканчиваем свои исследования задолго до того, как начинается коммерциализация. Когда к нам обращаются представители компаний, мы обычно перенаправляем их в фирму, созданную нашими студентами. Есть, правда, один проект, которым мы занимаемся самостоятельно. Он связан с крупной компанией, название которой я не могу раскрывать. Физика на уровне пятничного эксперимента, которая нам пока интересна.

—Скажите, как экспатриант, как вы относитесь к программе возвращения ученых из-за рубежа?
— В проектах все будут участвовать с удовольствием, и многие уже пытаются писать совместные проекты. Но смысла возвращать ученых никакого нет. Зачем изобретать велосипед и пытаться кого-то вернуть, когда во всем мире — свободное перемещение ученых. Утечку надо заменить притечкой. Замечательные физики, биологи и технологи есть не только среди русских. Если создавать науку на мировом уровне, нужно брать лучших людей, а не лучших русских. В мире, наоборот, стимулируется выезд ученых за границу, чтобы они поработали в других условиях. Например, в Голландии фонд фундаментальных исследований (FOM) с 2008 года ввел правило: если PhD финансировался этой организацией, то получить постдока в Голландии нет никакой возможности — нужно уехать из страны, где-то поработать и потом вернутся обратно. Ни в коем случае нельзя полагаться только на русские мозги, какими бы хорошими они не были — нужно брать людей со всего мира. У нас в лаборатории, например, сейчас в одной комнате сидят британец, немец, сингапурец, индиец, китаец, пакистанец и голландец. В другой — швед, украинец, британец, китаец. Были также люди из Швейцарии, приезжают студенты из Франции, Бразилии и России.

— Чем сейчас занимаются ваши однокурсники по МФТИ?
— В физике осталось, кроме меня, сегодня наверное 1-2 человека из 60. Довольно много народу в программировании, один мой друг в эмиратах торгует нефтью, в Германии один человек занимается физикой.
http://www.forbes.ru/tehno/tehnologii/57982-kak-sozdavalas-samaya-tonkaya-materiya-vo-vselennoi

Также
http://www.rian.ru/science/20101005/282526228.html

Нобелевская премия по физике
http://ru.wikipedia.org/wiki/Нобелевская_премия_по_физике
Гейм, Андрей Константинович
http://ru.wikipedia.org/wiki/Гейм,_Андрей_Константинович
http://www.rian.ru/science/20101005/282586806.html
Новосёлов, Константин Сергеевич
http://ru.wikipedia.org/wiki/Новосёлов,_Константин_Сергеевич
http://rian.ru/science/20101005/282500937.html