Хабиб от науки. Дагестанский физик о графене и красоте научных исследований

Это доктор физико-математических наук, доцент Дагестанского государственного университета Заур Алисултанов. Дело в том, что на момент защиты диссертации он был самым молодым в России доктором наук. Сейчас ему 30, а учёную степень он получил в 27 лет.

— Вы правы, у Дагестана выдающиеся достижения в спорте. Но и в физике есть чем гордиться. Буду честным, эти результаты не столь высокого уровня, чтобы претендовать на серьёзные международные награды типа Нобелевской премии. И их не так много, как, например, в Москве или в Санкт-Петербурге. Нужно принимать во внимание специфику нашего региона.

Является ли мой случай исключением из правил, будет ясно в будущем. Пока рано об этом говорить. Конечно, защита докторской диссертации в 27 лет — это необычно. Насколько я знаю, за весь постсоветский период в России не было моложе доктора наук по физике. Хотя во времена СССР бывали даже моложе.

— Не сказал бы, что наука в Дагестане на подъёме, но успехи есть. Проблем везде хватает, будем стараться решать их. Несмотря на всё, у нас есть энтузиасты, продолжающие работать на самом высоком уровне. А благодаря выдающимся землякам есть что продолжать. 

— Скажу лишь о двух. Первое связано с так называемым магнетокалорическим эффектом. Он заключается в изменении температуры магнитного материала при внесении его в магнитное поле. В зависимости от типа магнитного упорядочения он будет либо нагреваться, либо охлаждаться. Поиск и исследование таких материалов — одна из проблем современной физики и энергетики. Это имеет огромное значение для создания принципиально новых холодильных устройств. Они будут использоваться в наномире (там обычные холодильники неэффективны) и в космических исследованиях (из-за вакуума эффективность традиционных холодильников там тоже снижается). Так вот, мировой рекорд в этом направлении принадлежит экспериментальной группе Ахмеда Алиева из нашего института. Они обнаружили изменение температуры в 20 °С в поле 8 Тл. Это, кстати, пока единственный проект из Дагестана, поддержанный Российским научным фондом.

Другое достижение — исследования нелинейных квантовых эффектов под руководством Агалара Агаларова. К сожалению, я не могу передать всю красоту этих исследований понятными словами, скажу лишь, что в квантовой теории Агаларову принадлежат некоторые точные решения.

— Графен — это один слой графита, т. е. двумерный углерод одноатомной толщины. Хотя про существование такой модификации учёные знали давно, реально с ним научились работать только в начале 2000-х в группе Новосёлова и Гейма, позже получивших Нобелевскую премию. Оказалось, что графен является мостиком между физикой твёрдого тела и физикой высоких энергий. Носители заряда в нём ведут себя подобно частицам света, только движутся со скоростью в 300 раз меньше. Ещё в графене экспериментально наблюдался ряд эффектов квантовой теории поля. Помимо таких фундаментальных вещей, этот материал уникален своими электро- и теплопроводящими свойствами.

Что сделал я? Попытался более глубоко исследовать некоторые вопросы, связанные с электронными свойствами графена. Ну, к примеру, изучал неидеальный двухслойный графен и обнаружил новые эффекты. Одним из приложений этого исследования является предложенная нами модель графенового светодиода. Есть ряд других интересных результатов. Но, к сожалению, рассказать в популярной форме о них не получится.

— Наиболее серьёзное применение графена связано с суперконденсаторами. В этих устройствах очень важным параметром является эффективная площадь обкладок: от неё зависит объем аккумулируемого заряда. Другая известная мне прикладная область — изготовление специальных материалов для 3D-принтеров. Есть ещё ряд приложений в электронике и медицине.