Для проверки идеи к 1971 году в институтских мастерских была построена специальная установка. Всё оказалось не очень просто: команда, работавшая над ускорителем-охладителем, на протяжении ещё трёх лет не могла получить сколько-нибудь приемлемых результатов (и, кстати, над учёными висел дамоклов меч за эти годы они не сделали ни одной публикации). Но в 1974 году был наконец построен функциональный накопитель НАП-М, на котором получили первый практический результат. Сердцем устройства стала ЭПОХА (установка с электронным пучком для охлаждения антипротонов). Дальше дело пошло лучше: к 1976-му на опытной установке было открыто явление быстрого электронного охлаждения, удалось провести множество исследований, вышло множество статей.
Для проверки идеи к 1971 году в институтских мастерских была построена специальная установка. Всё оказалось не очень просто: команда, работавшая над ускорителем-охладителем, на протяжении ещё трёх лет не могла получить сколько-нибудь приемлемых результатов (и, кстати, над учёными висел дамоклов меч за эти годы они не сделали ни одной публикации). Но в 1974 году был наконец построен функциональный накопитель НАП-М, на котором получили первый практический результат. Сердцем устройства стала ЭПОХА (установка с электронным пучком для охлаждения антипротонов). Дальше дело пошло лучше: к 1976-му на опытной установке было открыто явление быстрого электронного охлаждения, удалось провести множество исследований, вышло множество статей.
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 (Nuclotron-based Ion Collider Facility) и ещё осенью 2015-го в рамках проекта была смонтирована установка электронного охлаждения ионов. Но NICA заработает лишь в 2020-м.
История третья: квантовые точки
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.