Информационный портал профессоров РАН

Мы в

Наверх

Шайтан Алексей Константинович

мая 31, 2022

Место работы: Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова Должность: доцент кафедры биоинженерии Место жительства: Москва

Подробнее

Профессор РАН Игорь Колесников провел открытый урок для старшеклассников

марта 2, 2020

14.02.2020г., на базе Ростовского государственного университета путей сообщения состоялся открытый урок по физике.

Подробнее

Профессор РАН Игорь Колесников в преддверии Дня науки провел открытый урок

февраля 13, 2019

6 февраля 2019 года в детском противотуберкулезном санатории «Сосновая дача» города Ростова-на-Дону состоялся открытый урок по физике и химии.

Подробнее

Вопрос юристу с Алексеем Кузнецовым. Корпоративные закупки: вчера, сегодня, завтра

декабря 9, 2018

Профессор РАН Ольга Беляева приняла участие в передаче "Вопрос юристу с Алексеем Кузнецовым"

Подробнее

"Крутая история": "Возвращение профессора"

ноября 6, 2018

Ученый-кристаллограф профессор РАН Артём Оганов живет в подмосковной Варее, читает лекции по всему миру и создает материалы будущего. Однако раньше все было иначе.

Подробнее

Профессор РАН Алексей Рубцов объяснил суть физических открытий, за которые дали Нобелевскую премию по физике 2016

Ее заслужил советский ученый Березинский, но обстоятельства помешали оценить его заслуги.

«Исследование вещества в необычных состояниях» - так сформулировано достижение по физике, заслужившее в 2016 году Нобелевскую премию. Лауреатами названы физики Дэвид Таулесc из Университета Вашингтона, Данкан Халдейн из Принстона и Майкл Костерлиц из Университета Брауна, которые развили науку о топологических фазовых переходах, то есть изменении состояния вещества в результате внешних воздействий.

Заслуга вышеназванных ученых состоит в том, что они разработали математические методы для описания необычных фаз и свойств материи, таких, как сверхпроводники, сверхтекучие жидкости и магнитные пленки.

Для того, чтобы понять важность работы лауреатов, надо немного заглянуть в историю сверхпроводимости - явления, проявляющегося у многих химических элементов и сплавов при охлаждении ниже определенной температуры. А именно - они переходят в состояние, в котором их электрическое сопротивление постоянному току полностью отсутствует. Это явление было открыто в 1908 году и произвело настоящий переворот в науке, потому что:

- при сверхнизких температурах ток проходит в сверхпроводниках практически без потерь, а значит, его можно использовать при создании различных коммутационных устройств, приборов для измерения температуры и других устройств нового поколения;

- они идеально подходят для создания электромагнитов, при помощи которых врачи получают магнитно-резонансные томографы для изучения качественные изображения тканей внутренних органов человека в разрезе без травмирования органа;

- на основе свехпроводимости можно создавать поезда на магнитной «подушке», словно летящие над рельсами.

Найдется еще десяток технических новшеств, в основе которых заложена теория сверхпроводимости. Однако вплоть до конца 70-х годов ученые были уверены, что она возможна только в трехмерных веществах, и не может проявляться в двумерных системах, к примеру, в обычных пленках.

- Революцию в данном вопросе произвел в конце 70-х годов Вадим Березинский — наш физик из Института теоретической физики им. Ландау, - рассказывает профессор физического факультета МГУ, руководитель научной группы Российского квантового центра, главный научный сотрудник ВНИИ автоматики, профессор РАН Алексей Рубцов. - Он показал, что сверхпроводимость в пленках все-таки существует, но отличается от сверхпроводимости в трехмерных образцах. Принципиальную роль играют так называемые вихри, которые возникают в пленках в состояниях сверхпроводимости. Эти работы были в последствии продолжены Костерлицем и Таулессом, которые и получили Нобелевскую премию по физике-2016. Березинский , увы, умер, так и не дождавшись этого события, еще в 1980 году.

- Можно подробнее рассказать о вихрях в пленках и как они связаны с тем самым топологическим переходом?

- Вихрь - это некий внутренний ток, возникающий в пленке при охлаждении до состояния сверхпроводимости, некая устойчивая конструкция, которая не исчезает сама по себе. Устойчивость эта как раз и связана с топологией (свойствами вещества, которые меняются скачкообразно). Приведу в пример резиновую камеру: вы можете сколько угодно ее мять, но все равно дырка, имеющаяся внутри, никуда не денется. Точно так же с вихрями — вы можете влиять на них чем угодно: растягивать пленку, прикладывать к ней какие-то поля, но он все равно останется, поскольку обладает топологическим зарядом. Вихрь можно представить также топологическим дефектом.

В последующие годы топология зазвучала еще громче. К Таулессу-Костерлицу примкнул Халдейн, который занимался другой системой, но тоже связанной с топологией.

- Почему в свое время Березинский не получил заслуженную награду?

- Во-первых, потому что умер очень быстро, буквально через несколько лет после открытия. Во-вторых, премию дали только сейчас, когда стало ясно, что топология — это очень важно. Надо отметить, что когда Березинский опубликовал свою работу о математических методах для описания необычных фаз материи в «Журнале экспериментальной и теоретической физики», ее почти никто не понимал. Ее за сложность даже публиковать не хотели. Но потом ее все же пропустили, а на Западе сделали перевод... Кстати топологический переход сейчас так и называется: «Березинский-Костерлиц -Таулесс».

- Все понятия, которые мы с вами сейчас обсуждаем, относятся к квантовой физике. Где они, по-вашему, могут «выстрелить» в ближайшее время?

- Считается, что топологические состояния устойчивы, защищены от внешних воздействий. Так вот, эта защищенность могла бы сослужить хорошую службу квантовым компьютерам (носители которых ужасно неустойчивы — декогерентны). Если бы ученым удалось придумать топологически защищенные носители квантовой информации, это привело бы к радикальному увеличению дальности и эффективности квантовых сетей и криптографии, к новым устройствам обработки квантовой информации.

Источник: http://www.mk.ru