Тим Скоренко - Изобретено в СССР

К сожалению, Герш Будкер этого уже не застал – он скончался в 1977 году. Техника электронного охлаждения сегодня используется во многих лабораториях мира. Более того, с её помощью научились не только фокусировать пучок, уменьшая разброс частиц, но с высокой точностью варьировать его профиль. Электронные охладители для многих зарубежных лабораторий (и, кстати, для Большого адронного коллайдера) разрабатывали советские и позже российские учёные – первопроходцы технологии. Например, недавно установленный в исследовательском центре COSY (Юлих, Германия) охладитель строили по немецкому заказу в Институте ядерной физики СО РАН.

Однако в этой истории о нашем первенстве есть и своя ложка дёгтя: в той же Германии сегодня действуют четыре установки электронного охлаждения ионов, а в России – ни одной. Другое дело, что, пока я пишу эти строки, в Дубне строится новый ускорительный комплекс NICA ( N uclotron-based I on C ollider F a cility) и ещё осенью 2015-го в рамках проекта была смонтирована установка электронного охлаждения ионов. Но NICA заработает лишь в 2020-м.

В последнее время набирает обороты технология QLED – мониторы и телевизоры на квантовых точках. Многие полагают, что это новинка 2010-х, в то время как квантовые точки были то ли открыты, то ли изобретены – тут точно не скажешь – советскими физиками Алексеем Екимовым и Алексеем Онущенко в далёком 1981 году.

Вообще говоря, квантовая точка – это крошечный фрагмент проводника или полупроводника. Независимо от того, что является в нём носителем заряда – электроны или дырки, они ограничены по всем трём измерениям, то есть, по сути, это крошечный кубик. Размер его должен быть настолько мал, чтобы начали проявляться квантовые эффекты.

Проще всего объяснить на примере. При переходе электрона на более низкий энергетический уровень испускается фотон. Чем меньше кристалл полупроводника (то есть квантовая точка), тем больше расстояние между его энергетическими уровнями, и, варьируя размеры кристалла, мы можем изменять энергию испускаемого фотона, то есть его цвет! Иначе говоря, квантовая точка способна излучать свет любой видимой части спектра в зависимости от своих размеров. Размеры квантовой точки, называемой также искусственным атомом (поскольку она ведёт себя очень похоже), колеблются от нескольких единиц до сотни нанометров.

До начала 2010-х годов квантовые точки оставались сугубо лабораторным явлением. Предполагался ряд вариантов их использования: в полевых транзисторах, фотоэлементах, диодных устройствах, но до практики дело не доходило. В 2011-м произошёл практический прорыв: компания Samsung представила первый в истории дисплей на квантовых точках, то есть технологию QLED, а в 2013-м Sony первой запустила подобное устройство в серию. Сегодня такие дисплеи и телевизоры есть у многих производителей; они отличаются поразительной точностью передачи цвета и минимумом искажений.

В 2010-х было найдено и ещё одно прикладное применение для квантовых точек – солнечные батареи (притом что первые попытки построить энергоэффективную систему такого плана делались в 1990 году). С тех пор было изготовлено много опытных образцов; рекордной эффективности батареи на квантовых точках – 13,4 % – достигли разработчики из Национальной лаборатории возобновляемой энергии (NREL) Министерства энергетики США и Вашингтонского университета. Это всё ещё немного, современные батареи могут достигать рекордных показателей КПД свыше 30 %, но работа продолжается.

На момент открытия квантовых точек Алексей Екимов и Алексей Онущенко работали в Государственном оптическом институте имени Вавилова. Екимов был известным в научных кругах физиком и уже получил в 1976 году Государственную премию СССР за цикл работ «Обнаружение и исследование новых явлений, связанных с оптической ориентацией спинов электронов и ядер в полупроводниках». В США параллельную работу вёл профессор химии Колумбийского университета Луис Брас – он получил квантовые точки независимо на несколько лет позже, в 1985 году.

А в 2006-м Екимов и Брас разделили премию Вуда – награду Оптического общества (OSA) за выдающиеся достижение в области оптики. Екимов стал вторым русским учёным, получившим эту награду. Первым был знаменитый Юрий Денисюк, один из основоположников оптической голографии (глава о нём в этой книге тоже есть).

Оглядитесь. Что вы видите? Возможно, это холодильник, телевизор, смартфон, удлинитель, пылесос… в туалете – унитаз и туалетная бумага… миксер, кухонный комбайн, кондиционер, а ещё… впрочем, это не важно. Ничего из того, что вы видите вокруг себя, ничего из того, чем вы пользуетесь каждый день, не было изобретено в СССР. Те немногие вещи, которые у нас производили – без всякой претензии на новизну, – в 99 % случаев оказывались копиями западных предметов. О простом человеке в Союзе не думали вовсе.

Есть такая несмешная шутка: «Первый человек, полетевший в космос, до конца жизни подтирался лопухом». На самом деле это не совсем так: Гагарин входил в ряды избранных и имел доступ к благам западной цивилизации – ему даже разрешили привезти из Франции спорткар Matra. И финской туалетной бумагой его наверняка снабжали.

Но на этом шутки кончаются и начинается правда. Гагарин погиб в 1968 году, а первую туалетную бумагу в СССР начали производить в 1969-м. Если исключить гигиенические аналоги из Древнего Китая, то туалетную бумагу в современном понимании слова изобрёл и начал выпускать в 1857 году (!) американский бизнесмен Джозеф Гэйетти (это были квадратные салфетки). Вплоть до 1890-х туалетная бумага не имела широкого распространения – долгое время бренд Gayetti вообще оставался единственным в своей нише. Потом появились первые диспенсеры туалетной бумаги, потом её догадались производить в рулонах, а в 1890-м в гонку вступила компания Scott Paper, начавшая производство в космических масштабах. С этого момента туалетная бумага в считаные годы завоевала весь мир. Ну… почти весь. Потому что ни царская Россия, ни СССР такими приземлёнными вещами не интересовались.

Лишь в 1968 году для Сясьского целлюлозно-бумажного комбината в Ленинградской области были приобретены две английские машины для производства туалетной бумаги. 3 ноября 1969-го они заработали – и с отставанием в 112 лет удивительное изобретение появилось и у нас. Первое время люди не покупали рулоны, так как не понимали, зачем они нужны (пользовались, простите за подробность, газетами – это было привычно). Пришлось провести рекламную кампанию, ролики о пользе новшества крутили даже перед киносеансами – и вскоре туалетная бумага, как и почти все нужные вещи в стране, стала дефицитом. Её в лучшем случае где-то «выбрасывали» и выдавали при этом не более нескольких рулонов в одни руки.