С 9 по 13 сентября в Международном центре ЮНЕСКО по теоретической физике в итальянском городе Триесте пройдет большая конференция «Рубежи наномеханики». Эта теоретическая дисциплина рассматривает свойства физических веществ и объектов на молекулярном и атомном уровне. Наномеханика - новое научное направление, ему меньше 20 лет. Однако связанные с наномеханикой исследования, по мнению специалистов, могут привести к революционным изменениям в области новых технологий, таких, например, как создание нового типа компьютеров или материалов, которые легче стали, но в сотни раз прочнее.

Никола Крастев поговорил с научным сотрудником Михаилом Киселевым, координатором конференции.

*****

МК: International Centre for Theoretical Physics (ICTP) на самом деле является университетом, как бы центром теоретической физики, институтом первой категории по классификации ООН и ЮНЕСКО. Это институт, который поддерживается ЮНЕСКО и частью наших служебных обязанностей является организация конференций. В этом году я являюсь локальным организатором трех конференций, две из которых уже прошли - посвященные интересным темам современной физики конденсированного состояния.

Так как среди визитеров нашего института бывают многие ученые из развивающихся стран, частью моей работы является работа со студентами из этих стран, чтение курса лекций для таких студентов, руководство дипломными работами, работа с аспирантами, которые существуют по так называемой «сэндвич» программе (программа учебы в сочетании с научной работой). У меня имеется замечательный аспирант из Камеруна, с которым мы уже опубликовали несколько работ, и вообще жизнь в Центре очень динамичная, интересная и имеет много составляющих.

НК: Для обычного человека, который не знаком с этим чисто теоретическим направлением физики - можете простыми словами объяснить, что такое наномеханика?

МК: Позвольте мне с самого начала не согласиться, что это только теоретическое направление, которое имеет мало отношения к реальной жизни: все происходит совершенно наоборот. Наномеханика - одна из наиболее активно развивающихся областей современной физики конденсированного состояния и квантовой оптики, которая, я бы сказал, что локомотивом этого направления является как раз экспериментальная, а не теоретическая наука. И мне очень приятно, что на нашей конференции будут представлены ведущие экспериментальные группы, проводящие исследования по этим направлениям. Если говорить о том, что такое наномеханика - то можно сказать, что мы имеем дело с системами, размер которых меньше микрона (*миллионная доля метра).

То есть, что это за системы? Например - квантовые точки, молекулярные транзисторы. Каковы применения этой наномеханики? На самом деле - очень большие. Это, например, попытки создать квантовый стандарт тока, применение наномеханики включает информационные технологии, квантовый компьютер, такую область экспериментальной науки, которая называется спинтроника. Как я уже упомянул, это есть молекулярные моторы, молекулярные транзисторы, и другие системы, размер которых меньше микрона.

НК: Во времена СССР теоретическая физика была на самом высшем уровне. После распада Советского Союза, на каком уровне находится теоретическая физика в России?

МК: Я должен сказать, что одним из основателей теории наномеханики является Роберт Шехтер, харьковчанин, который в настоящий момент является профессором Гётеборгского университета, а также отдела прикладной физики Чалмерского университета технологий. Что касается развития наномеханики в России и в государствах бывшего Советского Союза, к сожалению, я должен сказать, что среди наших докладчиков на этой конференции нет ни одного человека из России или бывших советских республик (*за исключением Михаила Лукина, выпускника Московского физико-технического института, который в настоящее время является профессором по физике Гарвардского университета).

НК: Вы упомянули два словосочетания, которые для меня как обывателя не совсем понятны. Первое - это молекулярные транзисторы и второе - квантовый компьютер. Что это за штучки?

МК: Молекулярные транзисторы - это большие, как правило, органические молекулы. Существуют разные молекулярные системы, представляющие собой большую органическую молекулу, которая, будучи подсоединена к контактам, играет роль молекулярного транзистора. Я бы сказал, что молекулярная электроника и одноэлектронные транзисторы, созданные на базе таких вот молекулярных устройств, будут играть существенную роль в будущей электронике. Что касается квантового компьютера, как мы знаем, те компьютеры, которые работают на наших столах, на сегодняшний день они оперируют с классическими объектами, это объекты, которые могут быть характеризованы цифрами ноль и единица. Ноль и единица образуют то, что в информатике называется бит.

 Одна из прогрессивных идей в наномеханике связана с тем, что мы можем оперировать не с классическим объектом, а с квантовым. Квантовый спин является объектом, у которого все три составляющие спина не могут быть измерены одновременно - это принцип неопределенности, связанный с этим и, работая с такими квантовыми объектами волновой функции, мы можем учитывать гораздо больший объем информации, который существенно повышает быстродействие этих систем. В этом, если говорить в двух словах, заключается сущность квантового компьютера.