23 мая студентам ТГУ посчастливилось воочию увидеть и услышать Нобелевского лауреата по химии, первооткрывателя квазикристаллов Дана Шехтмана, израильского физика и химика, который прибыл в Томск в рамках инновационного форума, и узнать «из первоисточника» об истории его судьбоносного открытия.

Для того, чтобы объяснить суть квазикристаллов человеку, далекому от химии, придется приложить немало усилий: как показать «на пальцах», что такое «особый тип упаковки атомов в твердом веществе, характеризующийся икосаэдрической (т.е. с осями 5-го порядка) симметрией, дальним ориентационным порядком и отсутствием трансляционной симметрии, присущей обычному кристаллическому состоянию» (определение из «Химической энциклопедии»)? Но зато история этого открытия, действительно перевернувшего всю теорию химии, понятна и близка любому ученому, потому что это – история борьбы и история победы.
О том, как все начиналось, Шехтман рассказывает так:
– Тогда, в семидесятых – начале восьмидесятых годов, было сделано несколько открытий, касающихся структуры материалов и их свойств. И никто не возражал против этих открытий. Но когда мы начали говорить о квазикристаллах, то постоянно встречали возражения и проявления недоверия.
Для того, чтобы объяснить, почему ученых, открывших новое явление в химии, ждала такая реакция со стороны коллег, Дан Шехтман подробно рассказал, что такое кристаллы с классической точки зрения, и почему всегда считалось, что относительно них симметрия может быть только четырех порядков. Никакие другие варианты в традиционной науке не рассматривались.
Поэтому ничего удивительного, что когда сам Шехтман 8 апреля 1982 года получил первую фотографию структуры квазикристалла, он записал в своей тетрадке «Это не может быть!» (отсканированный листок обычной тетрадки в линеечку, которая хранит эти записи, студенты могли лично увидеть на одном из слайдов презентации ученого). А увидел Дан Шехтман невероятное – ось пятого порядка, пятикратную симметрию в кристалле.
Возможно, что кто-то другой в этот момент подумал бы, что это ошибка техники, погрешность, случайность… а вот будущий Нобелевский лауреат решил разобраться, что же он такое получил. Нужны еще эксперименты! – сказал себе Дан Шехтман и продолжил работу.
Так было совершено открытие квазикристаллов. А потом началась, по словам ученого, «история отказов». Статью Шехтмана дважды отклонили от печати. Лидер исследовательской группы, в которой работал в то время Дан Шехтман, как-то пришел к нему в офис и положил на стол учебник со словами: «Прочитай, и тогда ты поймешь, что то, чем ты занимаешься, – его просто не бывает».
В 1984 году статью – уже в сокращенном виде – напечатали в журнале «Physical Review Letters», причем в итоге у нее было четыре автора: сам Шехтман, И. Блех, Д. Гратиас и Дж. Канн. Это были известные специалисты, привлеченные ученым в качестве соавторов.
После публикации научный мир заволновался.
– Достаточно большое сообщество передовых ученых, в том числе из России, приняли мое открытие. Но многие спорили и продолжают возражать до сих пор. А теперь, позвольте, я задам несколько вопросов и сам на них отвечу. Почему квазикристаллы были обнаружены так поздно? Может быть, они какие-то особенно редкие, или нестабильные, или их трудно изготовить? Нет, нет и нет. Квазикристаллов существуют сотни. Некоторые из них действительно нестабильны, но, как правило, для их трансформации требуются очень высокие температуры, градусов 400 по Цельсию. Они легко изготавливаются – и с помощью быстрого затвердевания, и методом выращивания монокристаллов, и химическим осаждением – нет, дело не в этом. Для их производства нужны железо, алюминий, хром и другие материалы, которые миллионами тонн добываются каждый год.
Причина, утверждает Дан Шехтман, в другом. Во-первых, квазикристаллы можно было обнаружить только при помощи трансмиссионного электронного микроскопа. Пока не было его – никто не мог их отличить от всех остальных. Во-вторых, с этим микроскопом нужно было уметь обращаться, что тоже довольно непросто.
Ну и, наконец, самый главный секрет – как люди становятся Нобелевскими лауреатами – Дан Шехтман приберегает напоследок. Он прост: ученый должен быть упорным.
– Я расскажу вам одну историю, – говорит Дан Шехтман. – Когда я получил премию, один профессор рассказал мне, что он рассматривал фотографии, сделанные студентами во время работы с тем самым микроскопом. И он увидел, что кто-то из его учеников еще раньше меня сделал фотографию квазикристалла. На вопрос, почему же он ничего не рассказал профессору, молодой человек позже ответил: «Да, я понимал, что увидел что-то необыкновенное, но если бы я вам об этом сказал, вы бы заставили меня все переделать, а, может быть, и выгнали из университета».
И я хочу вам сказать: если вам удастся найти что-то необычное и интересное – не бросайте это, пока не выясните, что именно вы обнаружили. Вы действительно можете сделать настоящее открытие. Будьте упорными, верьте в себя!
Сегодня Дан Шехтман, Нобелевский лауреат по химии, преподает в институте Технион в Хайфе и университете штата Айова (США), является членом нескольких академий наук разных стран. И все это благодаря тому, что он не сдался, когда весь мир был против него.

Наталья Жилякова