Чому і що треба знати про новий вид магнетизму. Інтерв'ю з Єруном ван ден Брінком

Уявімо, що ви застрягли в ліфті з сусідом. Як би ви описали йому, чим займаєтеся?

Я дослідник у галузі теоретичної фізики. Мене цікавлять найфундаментальніші аспекти того, як працюють матеріали, на основі квантової механіки, яка є найглибшою теорією для таких процесів. Мета полягає в тому, щоб, виходячи з математичної структури, яку нам нав’язала природа, з математичних рівнянь, зрозуміти реальні властивості матеріалів і навіть передбачити їх.

Ці властивості можуть бути дуже різноманітними: оптичні, магнітні, електронні — останні особливо важливі для напівпровідників і комп’ютерних технологій. Завдяки саме таким фундаментальним знанням і було створено сучасні комп’ютерні чипи — все базується на розумінні електронних властивостей напівпровідникових матеріалів.

У моїй сфері напівпровідники активно досліджувалися у 1950–1970-х роках. Тоді це була фундаментальна фізика, а нині — вже прикладна чи навіть індустріальна, орієнтована на практичне застосування.

А я працюю над тими ділянками, де можуть з’явитися технології наступного покоління комп’ютерів. Це потенційні пристрої, які працюють не на русі електронів, а на основі магнітних систем — на спіні електронів. Такі пристрої, можливо, в певних аспектах перевершать сучасні напівпровідники.

Однією з таких переваг може бути значно менше споживання енергії. Перемикання біта інформації (з 0 на 1 або навпаки) в електронних системах потребує енергії, і ми вже майже досягли фізичних меж цієї технології — далі зменшувати енергоспоживання складно через фундаментальні обмеження.

Але якщо перемикання здійснювати не через електричний заряд, а через спін електрона — магнітний момент — тоді, як ми вважаємо, енергетичні витрати можуть бути значно меншими. Принаймні фундаментальні межі в цій сфері або ще не до кінця відомі, або значно нижчі. Мінімальні витрати енергії на перемикання спінів менші, ніж в електронних системах.

Це дає надію, що одного дня, у близькому чи далекому майбутньому, ці властивості будуть використані в реальних пристроях.

Приклад упорядкування спінів в альтермагнетиках. Зображення: Wikimedia

Чи правильно я розумію, що ви прагнете використати альтермагнетики для того, щоб зрештою створити квантовий комп’ютер?

Ну, квантовий комп’ютер — це дуже амбітна мета. Я теоретик і займаюся фундаментальними аспектами. А експериментатори шукають застосування альтермагнетикам — новій формі магнетизму, яку мої колеги відкрили лише близько трьох років тому. Це дуже актуальна тема, і над нею працюють в усьому світі — зокрема, у Німеччині, США.

Тут є дві основні мотивації. Перша — ми хочемо зрозуміти фундаментальні властивості. Це новий тип магнітів, вони принципово інші, і ми хочемо теоретично дослідити, які властивості виникають завдяки цьому новому типу магнітного порядку. Це цікаво з наукової точки зору — людям просто хочеться дізнатися, як це працює.

Друга мотивація — використати ці властивості в спінтроніці. Тобто в здійсненні операцій у звичайному класичному комп’ютері — такому, як у вашому телефоні, — але не через рух електронів, а через їхній спін. Над цією темою працюють уже 20–30 років. Традиційно для цього використовували феромагнетики. Але зараз є тенденція вийти за межі феромагнетизму, бо хоча з феромагнетиками можна реалізовувати перемикання та логічні операції, це відбувається досить повільно.

А от альтермагнетики мають великий потенціал, бо, принаймні теоретично, вони здатні здійснювати перемикання і логічні операції в тисячі або навіть мільйони разів швидше. І саме це — головна мотивація. А квантовий комп’ютер — це наразі більше мрія.

Як ви вже згадали, це дуже нова галузь. Та які експерименти вже проведені, і що ми можемо сказати на їх основі?

Перші експерименти починаються зі створення самих матеріалів. Як-от наші сучасні комп’ютери базуються на кремнії. Якщо ми хочемо здійснювати обчислення або створювати електроніку на основі альтермагнетиків, нам потрібен дуже якісний матеріал з альтермагнітними властивостями, який можна масово і якісно виробляти. І саме над цим зараз працюють.

Є такий матеріал — телурид марганцю, і мої колеги зараз вчаться виготовляти його максимально чистим. Це дуже важливе завдання. Той факт, що ми сьогодні вміємо вирощувати кремній чистим і контрольованим, дозволяє створювати якісні електронні пристрої. І те, наскільки якісно ми зможемо виростити альтермагнітний матеріал, у підсумку визначатиме його властивості. Наша мета — позбутися дефектів і виготовляти матеріал буквально шар за шаром, на атомному рівні. 

Тобто телурид марганцю — один із головних кандидатів на роль альтермагнітного матеріалу, хоча є й інші. 

Перша експериментальна складова — вирощування цих матеріалів із високою точністю. Друга — вимірювання альтермагнітних властивостей, таких як поведінка перемикання, нові ефекти, пов’язані з цим типом магнетизму. І третя — те, що зараз починають робити деякі дослідники, — створення пристроїв. Тобто поєднання альтермагнітного матеріалу з іншими.

Як і в комп’ютерах: кремній поєднують з оксидом, який запобігає витоку електронів із кремнію. Так створюються комбінації, які нині активно використовують у промисловості.

Тепер ми намагаємося зробити щось подібне — створювати пристрої, які складаються з кількох шарів: альтермагнітний матеріал у поєднанні з іншими системами. Це і є найсучасніший рівень досліджень. Існують великі європейські проєкти, що фінансують розвиток таких пристроїв. Можна сказати, що ми перебуваємо на ранньому етапі цього напряму.

Для яких цілей можуть слугувати ці пристрої?

Найбільш базовий, найпростіший варіант — це пристрої пам’яті. Зараз ми намагаємося створити пам’ять на основі лише одного біта, використовуючи альтермагнітні матеріали.

Якщо подивитися на масштаби — навіть у вашому телефоні є мільйони й мільярди бітів інформації, — то в альтермагнетиках ми лише намагаємося створити перший біт. Але на зовсім іншому принципі, ніж той, що використовується у вашому телефоні.

Отже, так — ми хочемо створити біт, який зможе зберігати інформацію. І, звісно, потрібно мати можливість перемикати цю інформацію. Це ключове — зберегти інформацію, записати біт і зчитати біт. І саме в цьому полягає виклик.

Ви вже згадували, що можна створити багато різних матеріалів із використанням цієї технології. Проте скільки матеріалів потрібно протестувати, перш ніж з’явиться один, який справді спрацює?

Що стосується альтермагнетиків, то спочатку, близько трьох років тому, ми вважали, що в природі існує приблизно 60 матеріалів, які мають ці властивості. Але тепер з’ясовується, що набагато більше можна створити штучно. Деякі мої колеги зараз займаються саме передбаченням нових матеріалів з альтермагнітними властивостями.

Тож наразі доступні — або незабаром стануть доступними — сотні різних матеріалів, кожен з різними хімічними елементами та кристалічними структурами, але з альтермагнітними властивостями. І тепер одне з головних завдань — знайти найкращий матеріал для практичного застосування.

Як я вже казав, сьогодні найбільш перспективним видається телурид марганцю. Але зазвичай ми дізнаємося, який матеріал справді найкращий, лише з часом — це складно передбачити наперед. Різні дослідницькі групи працюють із різними матеріалами, і тому є певне суперництво, паралельні напрями досліджень. Один напрям — це пошук нових матеріалів. Інший — це більш вузька спеціалізація на телуриді марганцю, де змагаються, хто найякісніше його виростить.

Єрун ван ден Брінк на воркшопі в Києві. Фото: Academ.media

У світі є кілька груп, які намагаються вирощувати цей матеріал. Вони конкурують у тому, хто знайде кращі умови вирощування, розумніший інженерний підхід. Якщо ви хочете створити пристрій, потрібно нарощувати інші шари поверх телуриду марганцю. І дуже важливо, щоб вони були атомно чіткими. Це складні завдання для матеріалознавства, і саме їх потрібно вирішити.

У цьому сенсі відбувається здоровий паралельний розвиток. Я не знаю, скільки аспірантів і постдоків зараз працюють над цими проблемами, але впевнений, що це дуже непросто, і їм багато чого не вдається. Це метод спроб і помилок: експериментуєш, тестуєш, знову пробуєш — і дивишся, що працює.

Ви займаєтесь теоретичною частиною цієї роботи. Як ви взаємодієте з експериментаторами?

Є різні форми такої співпраці. Один очевидний спосіб — це теоретичне передбачення того, що  в принципі можливо. Якщо припустити, що матеріал ідеальний (а ми, теоретики, часто так і робимо), можна передбачити певні цікаві для практичного застосування властивості. Наприклад, величину магнітного моменту чи те, як провідність матеріалу залежить від орієнтації його магнітних моментів.

Якщо припустити ідеальні умови, можна розрахувати певні межі, а потім передати числові значення колегам-експериментаторам і сказати: «Ось, цей матеріал у теорії має дуже хороші характеристики». Але на практиці все може бути інакше — через домішки, дефекти, недосконалість кристалів. Це вже завдання експериментаторів — перевірити, наскільки все працює насправді. Це перший, прогностичний аспект нашої роботи.

Є також реактивний аспект. Іноді експериментатори спостерігають те, чого ми, теоретики, не можемо одразу пояснити. І це трапляється досить часто. Наприклад, вони досліджують електронну реакцію системи, або ж теплову — як система поводиться при нагріванні чи те, як електрони реагують на різницю температур. Іноді експерименти дають несподівані результати, які ще не мають пояснення. Або ми розуміємо, що певний ефект справді існує, але потрібна теорія, яка пояснить, чому.

І це надзвичайно захопливий процес, бо часто існує кілька різних теорій чи гіпотез від різних науковців. І тоді потрібно звертатися до експерименту, щоб перевірити, яка з них правильна. Як теоретик ви маєте не лише пояснити вже спостережене, але й сказати: «Якщо моя гіпотеза правильна, тоді має проявитися ще ось такий ефект». І ви пропонуєте експериментаторам перевірити це — щоби підтвердити або спростувати вашу теорію.

Це своєрідна інтелектуальна гра — і дуже цікава.

Чи була властивість матеріалу, яку ви не передбачили і яка справді вразила вас — щось зовсім несподіване?

Так. Насправді є кілька таких властивостей. Деякі з них дуже технічні, пов’язані з електронною структурою — з так званою зонною структурою, яка визначає поведінку електронів усередині матеріалу. Але я наведу більш практичний приклад — який, певно, не очікував ніхто. 

Мова про матеріал, який я вже згадував. І його поведінка здається абсолютно нелогічною. 

Отже, коли ви пропускаєте електричний струм через матеріал, якщо у вас є різниця потенціалів (напруга) між двома точками, струм починає відхилятись — змінює напрямок, «згинається» вбік. Це явище відоме як ефект Голла. Його можна спостерігати, коли на матеріал діє зовнішнє магнітне поле, перпендикулярне до напрямку струму. У такому разі струм починає відхилятись убік, і ми фіксуємо напругу в напрямку, перпендикулярному до обох попередніх [напрямку струму і магнітного поля]. Цей ефект відомий понад 100 років.

Традиційно вважалося, що для цього ефекту потрібні дві речі: напруга, яка створює струм, магнітне поле (зовнішнє або внутрішнє), яке викликає відхилення струму.

Згодом з’ясувалося, що в феромагнітних матеріалах ефект Голла може виникати і без зовнішнього магнітного поля — за рахунок внутрішньої намагніченості самого матеріалу. Це також вже давно відомо як аномальний ефект Голла. Тобто у феромагнетику достатньо просто магнітного моменту в самому матеріалі, щоби викликати відхилення струму.

А тепер — неочікуване відкриття.

Мої колеги в Німеччині (в Майнці) та в Чехії виявили, що деякі матеріали можуть мати ефект Голла, навіть якщо в них немає ні зовнішнього магнітного поля, ні внутрішньої намагніченості. І це стало справжньою несподіванкою. Як це можливо?

У цих матеріалах магнітні моменти деяких атомів спрямовані вгору, а інших — вниз. Здавалося б, ці моменти мали б взаємно компенсувати одне одного, і електрони просто мали б іти прямо, без відхилення. Але — ні! Виявилося, що в певних умовах через особливу симетрію розташування атомів у кристалі ці протилежні магнітні моменти не повністю взаємознищуються, і виникає ефект Голла, якого ніхто не очікував.

Це відкриття стало справжнім проривом. Тепер його вже приймають як усталений факт, але на початку це був шок. 

Як і стосовно кожного великого відкриття.

Думаю, так. Ми говорили про це за обідом із колегами: «Ти чув, що сталося?» — «Ні, це неможливо!» — «А я тобі зараз поясню, чому це можливо». І всі: «Ну, не знаю…». Бо фізики зазвичай дуже консервативні: вони нічому не вірять, поки самі не зрозуміють. Але так, це — новий ефект.

Як я вже казав, феромагніти можна використовувати в спінтроніці, але для цього треба змінювати намагніченість — а це повільний процес, який неможливо прискорити. Натомість у матеріалах зі скомпенсованими спінами — де є спіни, спрямовані вгору і вниз, які взаємно урівноважують одне одного — їх можна перемикати дуже швидко, принаймні теоретично. І це дуже перспективно.

Отже, ми сподіваємося використовувати саме цю властивість — швидке перемикання спінів, при якому загальна намагніченість матеріалу дорівнює нулю, бо моменти компенсують один одного. Її ми й хочемо застосовувати, наприклад, для перемикання аномального ефекту Голла.

Уявіть: у першому випадку магнітні моменти компенсуються. Ви подаєте струм — і виникає напруга в певному напрямку. А тепер ви перемикаєте ці моменти (тобто спіни міняються місцями), і напруга виникає в протилежному напрямку. Отже, це вже — біт пам’яті: залежно від орієнтації спінів, ви отримуєте зовсім іншу реакцію матеріалу.

Ще один матеріал, про який я би хотіла поговорити — це графен. Ви також опублікували багато статей про нього. І на відміну від альтермагнетиків, це досить давнє відкриття.

Залежно від точки відліку, але так. 

Принаймні йому кілька десятиліть.

Так, понад 20 років. Альтермагнетикам — 2–3 роки, а графену, мабуть, років 20.

Існувало багато перспективних напрямів застосування графену. І навіть є сайт, де публікують статті про його використання — Graphene.info. Але для мене як неекспертки важко оцінити, наскільки вони реально працюють. То чи виправдав графен ті очікування, які були на нього покладені?

Це насправді два різні запитання. Бо якщо запитати: «Чи виправдав графен очікування?», то виникає наступне питання: чиї саме очікування? І відповідь буде залежати від того, які саме очікування хтось мав. Але на іншу частину питання мені відповісти легше.

Чи має графен реальні застосування? Чи використовується він у пристроях? Чи з’явиться він у новій електроніці, якою ми користуємося щодня, чи знайде промислове застосування? Думаю, відповідь — так, однозначно так.

Що таке графен і як він змінює світ

Я працював із графеном ще на початку, коли його тільки відкрили. Ми намагалися зрозуміти його фундаментальні властивості — це і є моя робота. Ми написали кілька статей, які дуже добре сприйняла наукова спільнота. Не скажу, що все вже завершено, але ми як теоретики вже дали те, що могли. 

Нам знадобилося кілька років, щоб розібратися з основними властивостями графену — і мені особисто, і загалом всій галузі.

А далі наукові запитання стають дедалі більш деталізованими і, можливо, практичними. Цим вже займаються інші теоретики, але насамперед експериментатори. Все ще існує взаємодія між теорією і експериментом, але це вже не моя робота. Мій фокус — щось нове, де ми можемо зробити внесок на самому початку. І, як мені здається, саме на такому стартовому етапі сьогодні перебуває дослідження альтермагнетиків. Це початок нового напряму, і, можливо, він виросте в щось таке ж масштабне, як графен. Це залежить від моїх колег-експериментаторів і їхнього успіху. А можливо, ця галузь і не стане такою великою.

А щодо іншого питання: чи виправдав графен очікування? Тут, на жаль, мушу сказати: існує тенденція формувати надто високі очікування. І це не провина журналістів чи громадськості. Це часто йде від самої наукової спільноти: виникає відчуття, що так треба робити — давати великі обіцянки, щоб привернути увагу до нового відкриття. Не з егоїстичних мотивів (принаймні здебільшого), а часто — щоб отримати фінансування.

Це дуже практичний підхід. У багатьох країнах агенції, що надають фінансування, дуже реагують на хайп. Мені пощастило, що я працюю в Німеччині, де, як мені здається, менш залежні від новизни. Тут є повага до хорошої, ґрунтовної науки — і я вважаю, що саме так варто рухатися вперед.

Потрібна креативність, треба відкривати нове, а не просто трохи покращувати старе. Але я не думаю, що це корисно — коли нас змушують писати заявку в стилі: «Ми працюємо над графеном, і графен вирішить усі проблеми людства», — хоча і той, хто це пише, і той, хто читає, прекрасно розуміють, що це перебільшення. Так ми живемо у світі слів, які не мають сенсу. Але це моя особиста думка.

Я думаю, що не варто надто «продавати» ідеї. Треба просто робити хорошу науку і чесно пояснювати, навіщо потрібні кошти. У фізиці цього часто немає, і вчені кажуть, наприклад: «Це фантастично! Це вирішить енергетичну кризу!». Хтось навіть може стверджувати, що графен зробить електроніку значно дешевшою, енергоефективнішою, і ми вирішимо всі енергетичні проблеми. Ну, це смішно. І не варто таке говорити.

Це класична ситуація, яка, як мені здається, добре відома й багатьом українським науковцям — необхідність «продавати» фундаментальну науку, щоб отримати фінансування. Багато організацій, що надають гранти, хочуть бачити прикладне застосування. Чи відчуваєте особисто ви цей тиск?

Я бачу, що він є. Але ми не хочемо й применшувати свою роботу. Не можна недооцінювати те, що робиш. Це баланс, і дуже тонкий. Треба бути реалістом, але водночас оптимістом. Адже зрештою це — творчий процес. Щоб створити щось нове, треба мати віру, зважитись на стрибок. А коли стрибаєш — на мить відриваєшся від землі.

І насправді, спілкуючись учора й сьогодні з деякими українськими колегами, я помітив, що вони відчувають цей тиск ще сильніше — особливо в теоретичній сфері. Вони хочуть робити щось корисне, зважаючи на ситуацію, в якій опинилася країна. І навіть не заради фінансування, а щоб зробити щось реальне. Але якщо ти математичний фізик чи теоретик, твій талант і компетентність — у сфері, яка здебільшого не має негайного застосування. Вона може знайти його за 10 або 20 років — а може й ніколи. Буває, що це просто пізнання фундаментальних законів природи.

Отже, так, цей тиск існує. Це логічно й по-людськи. І саме це нас часто мотивує. Багатьох із нас — не лише зрозуміти природу, але й перетворити це розуміння на щось нове, на щось, що можна потримати в руках, використати. 

Але теоретики зазвичай — на початку цього процесу, а не в кінці. І тут виникає тиск через потребу у фінансуванні. Я вже трохи старший, моя кар’єра стабільна, і я працюю в Німеччині. Я не німець, тому можу сказати: Німеччина щедра на фінансування науки. Колеги скаржаться, але, як на мене, їхні скарги — це скарги «високого рівня», і це теж нормально.

Єрун ван ден Брінк на воркшопі в Києві. Фото: Academ.media

Але кого мені справді шкода, то це молодших колег, які лише починають кар’єру. Їм набагато складніше. Вони хочуть отримати постійну позицію й відчувають тиск — знайти фінансування, яке іноді прямо чи опосередковано пов’язане з подальшими кар’єрними кроками. І тоді відчуваєш тиск писати в заявці, що твій проєкт вирішить якусь суспільну проблему.

Проте має існувати довіра. Людина, яка отримує гроші, має використати їх правильно й проводити дослідження. І це дослідження, відповідно до її судження, або судження групи, в якій вона працює, має слугувати реалізації найкращої ідеї, яка є на той момент. А установа, яка все фінансує, має довіряти цьому.

Це відповідальність науковця — виконувати роботу якісно. Якщо він це робить, має бути довіра, що він використає фінансування належно. Якщо ця довіра порушується — тоді, звісно, мають бути наслідки. Але я думаю, що саме довіра має бути базовою умовою.

Можливо, в деяких країнах (я не кажу про Україну, бо не надто добре знаю її систему) — наприклад, у США — існує недовіра з боку організацій, що надають кошти. Вони дають грант, але вимагають багато звітів, пояснень, і науковці змушені витрачати час на паперову роботу.

До речі, щодо молодших колег — у вас є студенти з України. Який у вас досвід співпраці з ними?

Так, у мене були студенти з України. У нас в інституті й у мене особисто довга історія співпраці з Україною — вже років 10–15. Зокрема, з Київським академічним університетом, де важливу роль відіграє мій колега Олександр Кордюк. Завдяки зв’язкам з Київським академічним університетом багато студентів з України приїжджали до нас у Дрезден ще до 2022 року. Іноді на пів року, іноді довше. Дехто залишався на аспірантуру.

І я мушу сказати, що абсолютно вражений талантом цих людей, їхнім ставленням до науки та до навчання. Можливо, нам просто пощастило з такими студентами. Я не можу говорити про всю Україну, лише за тих, хто приїжджав до нас — проте це студенти найвищого рівня.

У мене є аспірантка з України, яка приїхала до нас у 22 роки, закінчивши бакалаврат. Вона паралельно навчалася на магістратурі в Києві, потім стався ковід, і вона почала PhD у нас. Цього літа, сподіваюся, вона завершить дисертацію. Працювати з нею — справжнє задоволення: розумна, серйозна, дуже віддана справі. І це лише один приклад.

В інституті таких було багато. За останні 3–4 роки, думаю, близько 10 українських студентів здобули PhD — не лише в теоретичному інституті, де я працюю, але й в експериментальних. Тож я знаю, що освіта з фізики й математики в Україні — на дуже високому рівні. Таких студентів, як з України, я зустрічав не з багатьох країн.

Це приємно чути, адже всередині суспільства ми часто зосереджуємося на проблемах. Але дуже корисно побачити зовнішній погляд і зрозуміти, що є не лише погане, а й хороше. А які основні наукові інтереси українських студентів у вашій установі?

Усі вони працюють у сфері теорії конденсованої матерії або експериментів з конденсованою матерією в наших інститутах.

Саме українські студенти познайомили мене із застосуванням у роботі штучного інтелекту й машинного навчання. Я представник старшого покоління, і, звісно, нечасто беруся за таке. Тобто я бачу, що відбувається — читаю газети, іноді на конференціях чую, що в цьому напрямі роблять колеги. Та коли я питав студентів із України, чим би вони хотіли займатися, вони відповідали, що хочуть працювати з машинним навчанням або штучним інтелектом.

Я був налаштований скептично. Але це талановиті люди, і я довірився їм і підтримав. Українські студенти принесли цю тему, і тепер ми фактично заснували нову групу — машинне навчання в матеріалознавстві. Вона теоретична і входить до складу мого інституту. Її створили приблизно пів року тому, і мій український студент відіграв у цьому ключову роль.

Це також показує, що можливості талановитої й освіченої людини виходять далеко за межі того, що їй формально пропонують. Я побачив, що студенти здатні створювати нове, що в них є креативність і відповідні навички. І тепер іду слідом за ними. Я хочу, щоб мені все пояснювали, хочу переконатися, що це справді якісна робота. Я, можливо, не завжди простий у співпраці, вимогливий і хочу, щоб усе відповідало моєму баченню. Але не я є основним науковим рушієм цього напряму. Хлопці й дівчата розробляють власні ідеї, а я спостерігаю, намагаюся стежити, щоб вони залишалися в межах здорового глузду — і поки що їм це вдається. Це якраз та сфера, щодо якої спочатку я був дуже скептичним, як і багато теоретиків. 

Українські студенти приїжджають до вас, а ви привозите в Україну обладнання для лабораторій. І стосовно цього я би хотіла поставити ширше запитання. Сьогодні може здаватися, що для великих наукових відкриттів обов’язково потрібні складні інструменти чи надсучасне обладнання. Але, наприклад, графен було відкрито за допомогою звичайного скотчу. Тож чи справді нам потрібне надпотужне обладнання для проривів?

Однозначно ні. Що найпотрібніше — так це блискучий розум або багато удачі, або й те, й інше. Перший експеримент, що стосувався графену, за відкриття якого отримали Нобелівську премію, справді був дуже простим. Але є й інший аспект науки — системна, методологічна робота, і вона вимагає інфраструктури.

Якщо ви хочете відкрити новий матеріал або вважаєте, що певний матеріал має нові властивості, ви маєте його створити. Іноді це просто, але іноді складно, і для цього потрібні спеціальні печі, як, наприклад, та, яку планують встановити в Київському академічному університеті. Тобто для системної наукової роботи потрібна інфраструктура. І це не обов’язково має бути інфраструктура рівня CERN чи великого адронного колайдера. 

Випадки, коли можна досягти високого рівня з мінімальними інвестиціями, — радше виняток. У теоретичній фізиці — так: потрібно лише мати талановиту людину, забезпечити їй можливість взаємодіяти з іншими та надати базову комп’ютерну інфраструктуру. Але експериментальна фізика вимагає технічної бази та наявності стабільного фінансування.

Коли ми починали цей проєкт із Олександром Кордюком, то обрали гасло: «Циркуляція мізків». Тобто щоб студенти, молоді дослідники та постдоки приїжджали до Дрездена, а потім поверталися в Україну. Та для цього потрібно, щоб після роботи в лабораторії в Дрездені з хорошою інфраструктурою вони мали можливість працювати у місці з подібними можливостями. Тому розвивати інфраструктуру надзвичайно важливо. 

Наскільки, на вашу думку, міжнародна співпраця та доступ до обладнання чи міжнародної інфраструктури можуть компенсувати нестачу державної підтримки, наприклад, в Україні під час війни?

Багато чого можна замінити. Навіть у країнах, де немає війни, ми співпрацюємо й розподіляємо завдання між різними партнерами. І насправді рідко все відбувається в межах однієї групи. Більшість проєктів — це колаборації, які залучають більше ніж одну групу: різні університети в межах однієї країни або університети й дослідницькі інститути в різних країнах. Це абсолютно нормально. І в цьому сенсі Європа відіграє дуже важливу роль, бо вона каталізує і стимулює науковців знаходити одне одного і писати спільні проєкти. Ми також пишемо європейські проєкти разом із колегами з України. Тож у цьому сенсі міжнародна співпраця може частково замінити державну підтримку.

І наостанок: в одному відео, розповідаючи про свою роботу, ви сказали, що вам подобається, як математика пояснює природу. Можливо, це наївне питання, але чи є у вас улюблене математичне поняття, яке, на вашу думку, особливо вражаюче щось пояснює?

Я краще розповім історію. Коли мені було десь вісім років, мій батько працював учителем математики. Він пояснив мені: якщо у тебе є щось кругле, ти можеш виміряти його довжину по колу, а також його діаметр. Потім він сказав мені поділити ці два числа. І це, по суті, буде число Пі. Я взяв круглу річ зі столу і спробував. Потім він пояснив, що це справедливо для всіх круглих речей. І я не міг у це повірити. Тому він дав мені сантиметр — вимірювальну стрічку — тож я пішов на вулицю міряти. І повернувся зі словами: «Я поміряв колесо машини, і там число інше». А він відповів: «Гаразд, може, ти маєш рацію». Ходімо разом і спробуємо точно виміряти. Ми пішли й уважно поміряли. І, звісно ж, я отримав те саме число Пі. Я не міг прийти до тями кілька днів від того, що це справді працює. Відкриття числа Пі, або коли тобі розповідають про нього — це щось неймовірне: математична істина, яка просто існує у світі. Відкрити її приголомшливо.