Молодые ученые Вышки: Сеидали Сеидов

Сеидали Сеидов решил стать физиком, прочитав статью в журнале «Химия и жизнь». В интервью проекту «Молодые ученые Вышки» он рассказал об эффекте близости, вопросе квантово-классического соответствия и фансервисе для физиков.

Как я решил стать ученым

Можно сказать, случайно. Когда я учился в старших классах, папа мне выписывал разные журналы, в том числе «Химию и жизнь». Там была статья про Большой адронный коллайдер, бозон Хиггса — тогда эта тема была очень популярна.

Меня это очень заинтересовало, и я решил, что буду заниматься физикой. Сдал ЕГЭ по физике и пошел в МИСИС. Поступил на кафедру физической химии, потому что у кафедры теоретической физики не было своего бакалавриата. Но диплом бакалаврский пошел писать на эту кафедру. Потом поступил там в магистратуру, аспирантуру и защитил кандидатскую диссертацию.

Что я исследую в Вышке

Я попал в Вышку по программе постдоков. Пошел на нее, чтобы можно было новой физикой позаниматься.

Моя тема здесь — эффект близости. Есть такие материалы — сверхпроводники. При низких температурах в них ток течет без сопротивления. Если привести этот материал в контакт с непроводником, то на границе сверхпроводимость сможет проникать внутрь несверхпроводящего металла, и там появляется тонкий сверхпроводящий слой.

Эффект близости нужен для регулирования тока. О сверхпроводнике можно думать как о трубе, в которой течет вода, у нее нет кранов. Вам надо приделать к этой трубе краники, чтобы вы могли открывать и закрывать воду. Это происходит за счет магнитного поля (оно образуется, если прикладывать магнитные металлы) — вы поворачиваете магнитик, и он запирает прохождение тока в силу некоторых эффектов.

Для чего это нужно

Для создания новых компьютеров не на кремнии, как сейчас, а на сверхпроводниках. У них есть минус — нужна сверхнизкая температура. Но это не страшный минус, потому что в промышленности это абсолютно рядовая технология. Но зато такой компьютер, предполагается, будет быстрее работать. У кремниевого частота процессора 3 ГГц, а там будет 10–15.

Почему мне интереснее быть теоретиком

Мне всегда нравилось, что физические теории — это сложно. Я еще в школе думал, что хочу их понимать.

Например, в школе я не знал, как работает компьютер. Сейчас я имею об этом представление. Я могу в общих чертах объяснить, как летают самолеты, и принцип действия атомного реактора.

Какими результатами и достижениями я горжусь

После защиты я решил заняться вопросом квантово-классического соответствия — как из квантовой механики получается наша обычная классическая механика.

Придумал модельную задачку — посмотреть, что получится. Вообще работа теоретика состоит в том, чтобы самому придумать задачу, которую можно решить. Оказалось, что там надо рассмотреть студенческую задачку об отражении квантовой частицы от стенки, но в необычном формализме — квантовании Вейля — Вигнера.

Я думал, что это будет просто. Оказалось — нет. Есть только очень сложные методы. А мне казалось, что можно придумать что-то лучше.

И я нашел относительно простое решение. Написал статью, ее опубликовали в Journal of Physics A. Это моя первая работа, которую я написал сам после защиты диссертации. Теперь надеюсь, что из нее получится вырастить что-то побольше, чтобы дальше решать задачу о квантово-классическом соответствии.

Что такое квантово-классическое соответствие

Как из квантовой механики получается классическая — вопрос в науке открытый. Есть такой известный в узких кругах парадокс: если вы решите квантовую задачу о движении спутника Сатурна Гипериона, окажется, что через 20 лет Гиперион должен размазаться по всей своей орбите. Вопрос: почему этого не происходит?

Предполагается, что дело в том, что он взаимодействует с внешней средой. Допустим, его облучает Солнце. Фотоны, которые от него прилетают, разрушают квантовое состояние, и все схлопывается в классическое состояние.

Но это рассуждение качественное, то есть не описано математически. Моя идея в том, чтобы придумать такую модельную задачку и посмотреть, как квантовая волновая функция возьмет и схлопнется в точку. Об этом я сейчас и мечтаю.

Считается, что квантовая механика — это более общая теория, чем классическая. На самом деле весь мир квантовый, а мы находимся в классическом мире, потому что это какое-то приближение. Если тела становятся достаточно большими, то квантовая механика должна в пределе превратиться в классическую.

И я хочу показать, что это буквально происходит, найдя решение уравнений, в которых бы это случалось. Пока таких аналитических (то есть не полученных на компьютере) решений нет, есть общие соображения.

К чему я хочу прийти

Такой точки нет. Я просто иду по музею физики и рассматриваю картины на стенах.

Физика в каком-то смысле очень маленькая наука. В ней есть несколько принципов, которые работают во всех областях.

Если бы я не стал ученым

Не знаю, кем бы я стал. Когда оканчивал школу, сдал информатику на всякий случай, чтобы был план Б.

Может быть, стал бы авиаконструктором. Хотя я больше хотел сам летать, чем заниматься авиаконструированием. Но это была малореалистичная фантазия.

С кем я бы хотел встретиться и поговорить

С Львом Ландау и Ричардом Фейнманом. Это люди, по книгам которых я учился первые несколько лет. Вообще Ландау вырастил советскую и впоследствии российскую школу теоретической физики. Он ее не создал, до него были Петр Капица и другие. Но его влияние было настолько велико, что как будто началась вторая серия.

Говорили, что Ландау — последний универсал в физике. Он старался заниматься всем подряд. Конечно, в профессиональной деятельности невозможно все ухватить. Но в плане общей эрудиции он говорил, что надо знать как можно больше.

Фейнман занимался квантовой теорией поля и квантовой физикой и получил Нобелевскую премию за так называемые диаграммы Фейнмана. Он и сверхтекучим гелием занимался, как Ландау. Они знали друг про друга через статьи, но, по-моему, не виделись. Фейнман жил в Америке, Ландау — в Советском Союзе.

У Фейнмана есть свой стиль в физике. У всех он есть, но у него он яркий. У него и жизнь была интересная: он занимался физикой в стрип-клубах, участвовал в разработке атомной бомбы. Если кто не читал его биографию «Вы, конечно, шутите, мистер Фейнман!», очень советую.

Могут ли физические теории устареть

Могут. Например, была знаменитая теория эфира. Какое-то время это был научный мейнстрим. Но с развитием электродинамики и теории относительности выяснилось, что электромагнитная волна может распространяться в вакууме без всякого эфира.

До эфира была теория теплорода. Она объясняла, как тепло переходит от горячих тел к холодным. Считалось, что в горячих телах есть какой-то теплород, который перетекает в холодные. Оказалось, что эта теория даже корректно описывает процесс, но другие процессы не описывает. В термодинамике нашлось другое объяснение, и оказалось, что теплород не нужен.

Бывает ли у меня выгорание

Нет — из-за свободного режима работы. Бывает, не хочется работать, и я думаю: «Ладно, не буду». Знаю, что в какой-то момент очень сильно захочется.

Это как голод копить — в какой-то момент вы пойдете есть. Бывает, что уже настолько скучно, что надо работать. Я знаю это по себе еще с магистратуры.

О чем говорят физики-теоретики

О чем угодно, только не о физике. Экспериментаторы очень много делают собственными руками, и им надо, чтобы все это не ломалось. Поэтому на конференциях они в кафе постоянно обсуждают, как они что-то померили, что-то собрали.

Это потому, что у экспериментаторов больше общего. Мне нужно найти теоретика, который занимается примерно тем же, чем и я. А экспериментатору всегда надо что-то паять.

Чем еще я увлекаюсь

Я люблю готовить — наверное, потому, что это совершенно противоположное теоретической физике занятие. Надо работать руками, результат есть сразу, и он практический, его можно съесть.

Еще я люблю кататься на велосипеде. Обычно я на нем просто езжу на работу. Но у меня есть друг-велосипедист, который любит походы. Мы с ним однажды доехали на велосипедах из Петербурга до Твери.

Что я читаю

Мне подарили книгу Бенхамина Лабатута «Когда мы перестали понимать мир» про ученых XX века. Автор взял реальных людей и домыслил, что они думали: как будто бы он сидит у них в голове и рассказывает, что они переживали, когда занимались своей физикой и математикой. Там истории про Гейзенберга, Гротендика, Эйнштейна. У них какие-то психические расстройства, они все время болеют. Это мне не очень понравилось, но вообще книга хорошая, и там есть фансервис для физиков.

А нравится мне писатель Нил Стивенсон. У него есть, допустим, «Барочный цикл». Возможно, Лабатут им вдохновлялся, потому что Стивенсон пишет про Ньютона, Лейбница и прочих людей, как будто тоже сидит у них в голове. Он рассказывает про них истории, которых не было. Там еще магия примешана. Это тоже фансервис для физиков.

А в его книге «Анафем» физики устроили ядерную войну, всех отселили в монастырь, сказали, что там можно заниматься физикой, а во внешнем мире физикой заниматься нельзя. Там они тоже обсуждают знакомые вещи, есть теорема, которая названа придуманной фамилией. Но я-то знаю, что эта теорема принадлежит кому-то из реальных людей.

Совет начинающим физикам

Учите классическую механику — это самое главное в физике. Читайте первый том курса теоретической физики Ландау — Лифшица.

Мое любимое место в Москве

Я люблю всю Москву. Где бы я ни был, у меня такое чувство, будто я дома. Но самое любимое место — Камергерский переулок.