Сэр Андре́ Константин Гейм FRS HonFRSC HonFInstP ( русский : Андре́й Константи́нович Гейм ; родился 21 октября 1958; произношение IPA1: ɑːndreɪ gaɪm) — голландско-британский физик российского происхождения , работающий в Англии в Школе физики и астрономии Манчестерского университета . [20]
Гейм был удостоен Нобелевской премии по физике 2010 года совместно с Константином Новоселовым за работу над графеном . [21] [22] Он является королевским профессором физики и профессором-исследователем Королевского общества в Национальном институте графена . Гейм также был удостоен Шнобелевской премии ранее в 2000 году за левитацию лягушки, используя ее внутренний магнетизм. Он первый и единственный человек по состоянию на 2023 год, получивший одновременно Нобелевскую и Шнобелевскую премии , за что ему принадлежит мировой рекорд Гиннеса.
Андрей Гейм родился в семье Константина Алексеевича Гейма и Нины Николаевны Байер в Сочи , Россия, 21 октября 1958 года. Оба его родителя были инженерами немецкого происхождения. [23] [24] Его дед Николай Н. Байер (Николай Байер по-украински) был заметным общественным деятелем Украины начала 20 века, одним из первых ее защитников природы и основателем/первым ректором Каменец-Подольского университета . [25] [26]
В 1965 году семья переехала в Нальчик , [27] где учился в средней школе. [27] После окончания школы он подал документы в Московский инженерно-физический институт . [28] Он дважды сдавал вступительные экзамены, но объясняет свою неспособность пройти квалификацию дискриминацией по причине своей немецкой национальности. [23] Затем он подал заявление в Московский физико-технический институт (МФТИ), куда его приняли.
Он сказал, что в то время он бы не выбрал изучение физики твердого тела , предпочитая физику элементарных частиц или астрофизику, но теперь доволен своим выбором. [29] Он получил диплом ( эквивалент степени магистра ) МФТИ в 1982 году и степень кандидата наук (эквивалент PhD) по физике металлов в 1987 году в Институте физики твердого тела (ИСТФ) Российской академии наук (РАН). в Черноголовке . [29] [30]
После получения докторской степени вместе с Виктором Петрашовым [4] Гейм работал научным сотрудником в Институте микроэлектронных технологий (ИМТ) РАН, а с 1990 года — в качестве постдокторанта в университетах Ноттингема (дважды), Бата и Копенгаген . Он сказал, что, находясь в Ноттингеме, он мог бы заниматься исследованиями, а не «плавать в советской патоке» [23] и решил покинуть Советский Союз. [31]
Свою первую постоянную должность он получил в 1994 году, когда был назначен доцентом Университета Радбауд в Неймегене , где работал над мезоскопической сверхпроводимостью . [32] Позже он получил голландское гражданство. Одним из его докторантов в Неймегене был Константин Новоселов , который впоследствии стал его главным научным партнером. Однако Гейм сказал, что во время своей академической карьеры в Нидерландах у него были неприятные времена.
Ему предлагали профессорские должности в Неймегене и Эйндховене , но он отказался от них, поскольку считал голландскую академическую систему слишком иерархической и полной мелкой политики. «Иногда это может быть довольно неприятно», — говорит он. «Это не похоже на британскую систему, где каждый сотрудник имеет равное количество». [31] С другой стороны, Гейм пишет в своей Нобелевской лекции, что «ситуация была немного сюрреалистичной, потому что за стенами университета я получил теплый прием от всех вокруг, включая Яна Кеса и других ученых». [33] (Профессор Ян Кес Маан был научным руководителем Гейма во время своего пребывания в Университете Радбауд в Неймегене.)
В 2001 году он стал профессором физики в Манчестерском университете , а в 2002 году был назначен директором Манчестерского центра мезонауки и нанотехнологий. Жена Гейма и давний соавтор Ирина Григорьева также переехала в Манчестер в качестве преподавателя В том же году к ним присоединился Новоселов, который переехал в Манчестер из Неймегена, где в 2004 году ему была присвоена степень доктора философии. Гейм занимал должность профессора Лэнгуорси в период с 2007 по 2013 год, оставив эту должность профессора Новоселову в 2012 году. [30] Кроме того, с 2007 по 2010 год Гейм был старшим научным сотрудником EPSRC, а затем стал одним из профессоров-исследователей Королевского общества . [30] [34]
Гейм имеет множество почетных профессорских званий, в том числе в Университете Цинхуа (Китай), Московском физико-технологическом институте (Россия) и Университете Радбауд в Неймегене (Нидерланды). [35]
Достижения Гейма включают открытие простого метода изоляции отдельных атомных слоев графита, известного как графен , в сотрудничестве с исследователями из Манчестерского университета [36] и IMT. Команда опубликовала свои выводы в октябре 2004 года в журнале Science . [37] [38] [39]
Графен состоит из слоев атомов углерода толщиной в один атом , расположенных в двумерных шестиугольниках [40] [41] и является самым тонким материалом в мире, а также одним из самых прочных и твердых. [42] Этот материал имеет множество потенциальных применений.
Гейм сказал, что одним из первых применений графена может стать разработка гибких сенсорных экранов , и что он не запатентовал этот материал, потому что ему понадобится конкретное применение и промышленный партнер. [43]
Гейм также разработал биомиметический клей, который стал известен как лента геккона [17] — назван так потому, что он действует по тому же принципу, что и приклеивание ног геккона — исследования которого все еще находятся на ранних стадиях. [44] Есть надежда, что эта разработка в конечном итоге позволит людям взбираться по потолкам, как Человек-Паук . [45]
Исследование Гейма в 1997 году возможного воздействия магнетизма на образование накипи в воде привело к знаменитому открытию прямой диамагнитной левитации воды и к левитации лягушки. [46] За этот эксперимент он и Майкл Берри получили Шнобелевскую премию 2000 года. [16] «Сначала нас спросили, осмелились ли мы принять эту премию, и я горжусь нашим чувством юмора и самоуничижением, которое мы сделали». [23]
Гейм также проводил исследования в области мезоскопической физики и сверхпроводимости . [31] [47]
Он сказал о диапазоне предметов, которые он изучал: «Многие люди выбирают предмет для своей докторской диссертации, а затем продолжают тот же предмет до выхода на пенсию. Я презираю этот подход. Я менял предмет пять раз, прежде чем получил свою первую постоянную должность и это помогло мне изучить разные предметы». [29] «Когда кто-то осмелится попробовать, награда не гарантирована, но, по крайней мере, это приключение». [23]
Расширяя сферу своих исследовательских приключений, Гейм начал изучать низкоразмерную воду в 2012 году, после получения Нобелевской премии. Часть этой работы была отмечена Международной премией за творчество в области воды 2018 года . [48]
Он назвал своего любимого хомяка, HAMS ter Tisha, соавтором исследовательской работы 2001 года. [37] [49]
В 2006 году он появился в журнале Scientific American 50. [50] Институт физики наградил его медалью Мотта и премией 2007 года «за открытие нового класса материалов — отдельно стоящих двумерных кристаллов, в частности графена». [51] Гейм был избран членом Королевского общества (FRS) в 2007 году . [52] Его свидетельство о выборах гласит:
Исследования Гейма отличаются всемирно признанным качеством, оригинальностью и широтой. Недавно он открыл концептуально новый класс материалов — строго двумерные атомные кристаллы, включая графен. Это открыло плодотворную область исследований, включая новую парадигму «релятивистской конденсированной материи», где релятивистскую квантовую физику можно изучать в лабораторных экспериментах. Ранее Гейм впервые применил баллистическую холловскую микромагнитометрию и открыл парамагнитный эффект Мейсснера и новую вихревую физику в сверхпроводниках. Он также создал микроклей, основанный на механизме лазания геккона, который сейчас используется компаниями DuPont , BAe и TESA. Его эксперименты по магнитной левитации в Неймегене привлекли внимание средств массовой информации всего мира и стимулировали международные исследования в этой области. Его ранние исследования по мезоскопической физике включали изучение нелокальных явлений и явлений взаимодействия, а также квантового движения электронов в периодических и случайных магнитных полях. Он распространяет науку среди общественности и школьников посредством радиопередач и лекций в формате «роуд-шоу». [52]
Вместе с Новоселовым он разделил премию EPS по еврофизике 2008 года «за открытие и изоляцию отдельно стоящего атомного слоя углерода (графена) и выяснение его замечательных электронных свойств». [53] В 2009 году он получил Европейскую научную премию Кёрбера . [54] Национальная академия наук США удостоила его в 2010 году Премии Джона Дж. Карти за развитие науки «за экспериментальную реализацию и исследование графена, двумерной формы углерода». [55]
Он был удостоен одной из шести званий профессора-исследователя, приуроченных к юбилею Королевского общества в 2010 году. [56] Королевское общество добавило свою медаль Хьюза 2010 года «за революционное открытие графена и выяснение его замечательных свойств». [57] Он был удостоен почетных докторских степеней Делфтского технологического университета , [58] ETH Zürich , [35] Антверпенского университета [ 59] и Манчестерского университета . В 2010 году Гейм был назначен кавалером Ордена Нидерландского Льва за вклад в голландскую науку. [2]
В 2011 году Гейм стал членом-корреспондентом Королевской Нидерландской академии искусств и наук . [60] Он является почетным профессором Московского физтеха, почетным профессором Неймегенского университета, почетным членом Института физики (HonFInstP), почетным членом Королевского химического общества (HonFRSC), почетным членом Сингапурского института физики. Физика, Почетный профессор Китайской академии наук . [61] Кроме того, Гейм был удостоен звания рыцаря-холостяка на новогодней награде 2012 года за заслуги перед наукой. [62] [63] Он был избран иностранным научным сотрудником Национальной академии наук США в мае 2012 года. [64] Он был награжден медалью Копли в 2013 году и углеродной медалью в 2016 году. Гейм получил премию «Золотая пластина» Американской академии наук. Академия достижений в 2017 году. [65] В дополнение к этому он также выиграл международную премию Fray в области устойчивого развития в 2018 году, врученную ему организацией FLOGEN Star Outreach на SIPS 2018 [66].
Гейм разделил Шнобелевскую премию по физике 2000 года с сэром Майклом Берри за эксперимент с лягушкой. Эксперимент включал магнитные свойства воды, позволяющей левитировать небольшую лягушку с помощью магнитов , [67] , о чем он и Берри сообщили в Европейском журнале физики в 1997 году. [68]
Сообщается, что к 2022 году его работа по магнитной левитации лягушки, получившая Шнобелевскую премию, послужила источником вдохновения для создания в Китае исследовательского центра лунной гравитации . [69] [70]
5 октября 2010 года Гейм был удостоен Нобелевской премии по физике 2010 года совместно с Новоселовым «за новаторские эксперименты с двумерным материалом графеном». [71] Услышав о награде, он сказал: «Со мной все в порядке, я хорошо спал. Я не ожидал Нобелевской премии в этом году», и что его планы на этот день не изменятся. [72] Лекция, посвященная награде, состоялась 8 декабря 2010 года в Стокгольмском университете . [73] Он выразил надежду, что графен и другие двумерные кристаллы изменят повседневную жизнь, как пластик изменил человечество, хотя нам нужно подождать несколько десятилетий, чтобы увидеть результаты. [74]
Марк Миодауник сказал, что его Шнобелевская премия показывает, что люди все еще могут получить Нобелевскую премию, «бездельничая в лаборатории». [75] Эти награды сделали его первым человеком, получившим как Нобелевскую премию, так и Шнобелевскую премию. [76] Получив обе награды, он заявил, что
«Честно говоря, я ценю и Шнобелевскую премию, и Нобелевскую премию на одном уровне, и для меня Шнобелевская премия стала проявлением того, что я умею шутить, немного самоуничижения всегда помогает». [4]
В 2010 году Гейм был занесен в Книгу рекордов Гиннеса как «первый человек, получивший одновременно Нобелевскую и Шнобелевскую премии». [77]
Гейм был одним из 38 нобелевских лауреатов, подписавших в 2010 году декларацию организации «Учёные за мир на Ближнем Востоке», протестующую против международной инициативы по бойкоту израильских учёных, институтов и исследовательских центров. [78]
На симпозиуме «Нобелевские умы» в декабре 2010 года Гейм заявил, что выбор Нобелевским комитетом по премии мира китайского диссидента, находящегося в тюрьме Лю Сяобо , в качестве лауреата Нобелевской премии мира был покровительственным, заявив, что
«Посмотрите на людей, которые вручают эту Нобелевскую премию. Это норвежские политики на пенсии, которые всю свою карьеру провели в безопасной среде, в современной богатой нефтью стране. Они пытаются расширить свои взгляды на мир, на то, как мир должен работать. и как работает демократия в другой стране.Это очень, очень покровительственно — они не жили в этих странах. За последние 10 лет Китай развился не только экономически, но даже самые сильные сторонники прав человека согласятся, что и права человека улучшились. Зачем нам это нужно искажать?» [79] [80]
Гейм написал несколько статей для The Financial Times , примеры которых можно найти на веб-странице его университета. [81]
В 2014 году интервью Гейма для Desert Island Discs , популярной радиопрограммы BBC, раскрыло подробности его личной жизни и музыкальных вкусов. [82]
Цитата Гейма была намеренно подделана группой кампании «Голосуй за выход» в преддверии референдума о членстве Соединенного Королевства в Европейском Союзе в 2016 году . Открытое письмо о науке, подписанное 13 депутатами-консерваторами, включая Бориса Джонсона , попыталось представить европейское финансирование науки как излишне бюрократическое и намеренно исказило взгляды Гейма на Европу:
Как сказал лауреат Нобелевской премии Андре Гейм: «Я не могу сказать хороших слов в отношении рамочных программ ЕС [для исследований], которые... могут хвалить только еврофобы за дискредитацию всей идеи эффективно работающей Европы».
Из многоточия (...), присутствующего в цитате из Нобелевской лекции Гейма, удалены слова «за исключением Европейского исследовательского совета ». [83]
У Гейма сложное происхождение, которое подробно описано в его автобиографии, получившей Нобелевскую премию . [23] Там Гейм заявил, что большая часть его семьи — этнические немцы , его отец происходил из поволжских немцев , а мать также в основном этническая немка . И его отец, и дед по отцовской линии провели много лет своей жизни в качестве заключенных в Сибири , в сталинских ГУЛАГах , а «некоторые члены семьи были узниками немецких концентрационных лагерей». Он также заявляет, что «страдал от антисемитизма в России, потому что мое имя звучит еврейским». [84]
Гейм резюмирует свою личность следующим образом. «Насколько мне известно, единственной еврейкой в семье была моя прабабушка, а остальные с обеих сторон были немками. Живя и работая в нескольких европейских странах, я считаю себя европейцем и не считаю, что какая-либо дальнейшая систематика необходим, особенно в таком изменчивом мире, как мир науки». [23] [85]
Интересно, что создание этого объекта частично было вдохновлено предыдущим исследованием, проведенным российским физиком Андреем Геймом, в ходе которого он запускал лягушку с помощью магнита. Этот эксперимент принес Гейму Шнобелевскую премию по физике — сатирическую награду, присуждаемую за необычные научные исследования. Круто, что причудливый эксперимент с плавающей лягушкой может привести к созданию чего-то похожего на настоящую антигравитационную камеру.
Говорят, что он является первым в своем роде и может сыграть ключевую роль в будущих лунных миссиях страны. Пейзаж поддерживается магнитным полем и был вдохновлен экспериментами по левитации лягушки.