Українська фізика: ''наш внесок є у смартфонах''

Серія інтерв'ю ''20 років незалежності в науці'' присвячена тому, як розвивалися природничі науки відтоді, як Україна стала незалежною.

Копирайт изображения SPL

Про здобутки та досягнення українських фізиків bbc.ua розповів директор Інституту фізики Національної академії наук України Леонід Яценко.

"Український компонент" Нобелівських премій

Як розповідає Леонід Яценко, фізика в Україні має чимало розвинених напрямків ще з часів Радянського Союзу. Зокрема, каже він, українські вчені зробили свій внесок у деякі наукові відкриття, які в останні два десятиліття були відзначені Нобелівськими преміями.

Леонід Яценко: За оці роки було кілька Нобелівських премій в напрямах, в яких дуже суттєві результати були отримані і українськими вченими. От, наприклад, зовсім нещодавня Нобелівська премія за відкриття графену. Там двоє українських вчених зробили досить серйозний внесок ще до перших робіт цих двох Нобелевських російських лауреатів Новоселова і Гейма. Це співробітники Інституту теоретичної фізики імені Боголюбова – Усинін, Шарапов.

Потім були Нобелевські премії за лазерне охолодження. Там також був досить великий внесок, в тому числі, працівників Інституту фізики, яким я керую. Також дуже важливі результати були отримані, в тому числі, по премії, яка була по лазерній спектроскопії у 2000-х роках.

Image caption Українці долучилися до досліджень графену, відкриття якого у 2010 році відзначили Нобелівської премією з фізики

У нас є такий дуже видатний вчений, який 2 роки тому відзначив своє 80-річчя, але продовжує дуже активно працювати в фізиці, це Марат Самуїлович Соскін. Він є одним з фундаторів нового напряму в оптиці під назвою "сингулярна оптика".

Є один з показників активності ролі вченого – це індекс цитування. Так, на Марата Самуїловича більше 3,5 тисяч цитувань зафіксовано. Це показник на рівні світових. І він, і також його учень Васнецов має більш ніж 1000 посилань. Тобто, ми вважаємо, що це дуже непогане досягнення – створення нового напряму у фізиці, в оптиці, класичній оптиці під назвою "сингулярна оптика". І це в світі визнають.

Також академік Наумов Антон Григорович і його учень Марченко Олександр… вони працюють в напрямі нанофізики, створення наноструктур штучним шляхом. Беруть один атом, складають якісь структури з допомогою так званих зондових мікроскопів.

І хоча, каже Леонід Яценко, Нобелівську премію вручають лише кільком людям, за кожним відкриттям стоїть праця не менш ніж 100, серед яких часто є і українські фізики: "Тобто – конкуренція, але конкуренція на високому рівні. Це не те, що нас там зовсім немає, але не вдається. Хоча з часом все-таки, мабуть, буде".

У фокусі уваги – нанофізика

Серед найперспективніших напрямків фізики, які розробляють і в Україні, Леонід Яценко називає нанофізику, фізику рідких кристалів та спінтроніку.

Леонід Яценко: Ми беремо участь у всіх перспективних напрямах досліджень у фізиці. Наприклад, нанофізика. Досить активно проводяться роботи. Ось я згадував про графен – це ж також нанофізичний матеріал.

У нас в Україні зараз діє державна програма з нанофізики. Створюються нові матеріали. Ми в якомусь сенсі досить непогані позиції займаємо в цьому дуже популярному зараз напрямі – нанофізиці, але не тільки.

Наприклад, зараз дуже популярна фізика твердого тіла, так звана спінтроніка. Це такий напрям, який обіцяє досить значні збереження енергії: зменшення втрат електричних струмів, коли використовується струм не заряду, а спін електрону. Це дуже популярний зараз напрям. У напрямі "сонячна енергетика", в напрямку заміни всіх енергій на сонячні, відновлювальні джерела ми теж працюємо досить активно. У нас в інституті активно займаємося органічними матеріалами для фотобатарей.

Копирайт изображения Panasonic
Image caption Яценко розповідає, що у сучасних рідкокристалічних дисплеях є частина фундаментальних досліджень українських фізиків

Потім досить популярний зараз у фундаментальній фізиці розвиток квантових явищ на рівні їх практичного використання: так звані квантові комп’ютери, квантова криптографія, квантова оптика.

Активні роботи проводяться в біофізиці, дуже непогані позиції у нас у фізиці так званої м’якої речовини. Конкретніше – це рідкі кристали. От дисплеї усі базуються, перш за все, на фізичних фундаментальних дослідженнях, і у нас в інституті ми займаємо досить передові позиції в Європі в цьому напрямі "фізика рідких кристалів".

Крім того, нагадує пан Яценко, внесок українських науковців є у в одному з найамбітніших фізичних проектів останніх років: в адронному колайдері – прискорювачі електронних частинок.

"У перших роботах, які опубліковані у співавторах, там 2 українських вчених також. Тобто, які не те, що вихідці з України, вони – співробітники Інституту теоретичної фізики і працюють на колайдері", - розповідає Леонід Яценко.

Де побачити здобутки українських фізиків?

Результати роботи українських фізиків можна побачити у багатьох вже звичних сучасних пристроях. Хоча, наголошує Леонід Яценко, виділити здобутки якоїсь однієї країни дуже важко, оскільки сучасна фізика надзвичайно глобалізована: певний напрямок розробляють в одній установі, підхоплюють в іншій.

"Перед вами ж, мабуть, є дисплей комп’ютера, який, я сподіваюсь, вже рідкокристалічний. Так от якась доля результатів фундаментальних досліджень українських фізиків є в цьому теж: що цей дисплей виглядає так красиво, так яскраво. … У всіх сучасних фізичних досягненнях, наприклад, у мобільному телефоні, у смартфонах, в інтернеті є якась частина внеску українських фізиків", - розповідає пан Яценко.

"Втрачене покоління" фізиків

Суттєвих втрат українська наука загалом, і фізика, зокрема, зазнала в 90-ті роки. І це, як розповідає Леонід Яценко, наслідок не лише браку фінансування, але й того, що наука втратила покоління, яке в 90-их роках не пішло в науку.

"У нас або люди, яким близько 60-ти і більше, або зовсім молоді. А от активний прошарок на рівні 40-ка років дуже незаповнений, і це пов’язано, перш за все, з тим, що вони були молоді, ці люди в середині 90-х років, коли було зовсім погано з наукою", - розповідає директор Інституту фізики.

Інша проблема – відтік талановитої молоді за кордон, де є можливість займатися дослідженнями на набагато кращому обладнанні і отримуючи більшу, ніж в Україні платню чи стипендію.

Копирайт изображения PA
Image caption На проекті адронного колайдера у Швейцарії працюють і українські фізики

Втім, за словами Леоніда Яценка, ситуація поліпшується, зокрема, завдяки спільним проектам з західними університетами: "У нас уже є спільні аспіранти, які частину своєї роботи проводять у нас, частину роботи проводять на Заході, захищають на спільному засіданні свої кандидатські дисертації, або там і тут захищаються окремо".

Найгірша ситуація, каже фізик, була у науці на початку 90-их років. Згодом ситуація з фінансуванням покращилася, а зростання тривало аж до глобальної кризи 2008 року.

Інша проблема, з якою стикнулися українські фізики після розпаду Радянського Союзу, - це розрив зв’язків з російськими науковими центрами.

Леонід Яценко: Основна маса кращих людей згодом перебазувалася у наукові фізичні центри Росії, і тому, коли був розпад Радянського Союзу, фізика в Україні була вимушена перебудовуватися, і був взятий напрямок на інтеграцію системи до європейської науки, до всесвітньої науки. Причому в цей час було дуже важко інтегруватися з Росією. Ми були обмежені навіть у публікаціях в російських журналах. Але результат такий, що зараз українська фізика – це найбільш розвинена галузь науки, фундаментальної науки в Україні.

За словами Яценка, близько 40 відсотків наукових публікацій в Україні, які фіксуються Міжнародним інститутом наукової інформації (це інститут з вивчення і фіксації наукових публікацій), складають роботи з фізики. Крім того, у рейтингу науковців України, який складають фахівці бібліотеки імені Вернадського і який враховує те, як часто цитують українських вчених, також дуже значна кількість саме фізиків.

"Тобто, ми в Європі по фізиці, за оцінками Максима Стріхи, він був заступником міністра науки і освіти в минулому уряді, поступаємося тільки Німеччині, Франції, Англії і Росії. Але ми все ще попереду італійців, поляків та інших", - розповідає Леонід Яценко.

Лише Інститут фізики, як розповів його директор, має близько ста публікацій у журналі "Physical rewiew", який вважають одним із основних фізичних журналів у світі.

"Тоді як за часів Радянського Союзу і на початку 90-х може 1-2 публікації інституту були за рік в таких виданнях. А зараз біля сотні публікацій. Причому, є публікації, в яких тільки наші вчені", - каже Яценко.