ОТ ОПЕРАЦИОННОЙ ДО "МИРА"

О докторе физико-математических наук, профессоре, руководителе кафедры общей физики Алтайского государственного технического университета, заслуженном деятеле науки Российской Федерации Михаиле Дмитриевиче Старостенкове далеким от науки людям мало что известно. А ведь он один из тех, кто прославляет наш край…

– Михаил Дмитриевич, когда у вас возникло осознанное стремление заниматься именно фундаментальной наукой – теоретической физикой?

– Практически сразу. Уже на втором курсе Томского государственного университета начал разрабатывать отдельные темы физики твердого тела, а на третьем опубликовал первую статью. По сути, я ничем другим в жизни и не занимался.

– А как же Нальчик, завод полупроводников?

– Да, после окончания ТГУ меня направили на только что созданный завод полупроводников. Это был период массового перехода от ламповых приборов к полупроводниковым – один из важнейших этапов развития электронной техники. Ламповые ЭВМ были громоздкими, потребляли огромное количество электроэнергии, а работали медленно и часто выходили из строя, полупроводники же позволили в сотни раз уменьшить размеры, в тысячи раз увеличить скорость выполнения операций и уж совсем неизмеримо повысили их надежность. Моя задача в Нальчике заключалась в том, чтобы разработать теоретическую базу нового производства. Я ее выполнил и через год вернулся в Томск.

– Любой человек может достаточно ясно представить себе работу врача, геолога, архитектора, даже архивариуса – но как, не выходя из кабинета, сидя над чистым листом бумаги, проникать в тайны физики твердого тела?

– В кабинете этот процесс только начинается. Первый шаг чрезвычайно важен. Ведь если шагнуть в неверном направлении, то будешь двигаться не к цели, а от нее. А для того чтобы работать в кабинете, нужно досконально знать не только законы физики, причем в самом широком понимании этого слова, но и математические принципы в приложении к физическим процессам. В самом начале действительно – лист бумаги и собственные мозги. Но любая теория рано или поздно будет подвергнута испытанию практикой.

Как сказал Фейнман

– Давайте хотя бы вкратце познакомим читателя с этим процессом – от теоретических изысканий к жизни.

– Эта проблема – я имею в виду отношение к фундаментальной науке – в обществе возникла давно и, видимо, временами достигала определенного накала, иначе одному из выдающихся физиков ХХ века Фейнману не пришлось бы выступать в защиту фундаментальной науки. А сказал он примерно следующее: одна только система уравнений Максвелла, описывающая электромагнитную волну, обеспечила жизнь десятков поколений. Посудите сами: вся наша электротехника, радио, телевидение, связь, бытовая техника и прочее работают согласно принципам, заложенным Максвеллом. Так следовало ли Максвеллу ломать голову над листком бумаги? Попов наложил на электромагнитную волну звуковую, и началась передача голоса на расстояние. А он тоже не сидел с паяльником. Полупроводники, как и электролампы, кстати, были сначала просчитаны на бумаге, а потом они вытеснили электролампы. На листе бумаги были вычислены и микросхемы, которые вытеснили полупроводники. Вспомните первые мобильные телефоны, так называемые «кирпичи», и сравните с сегодняшними. Стремитеьный прогресс электроники во второй половине 20 века объясняется не только тем, что накоплен огромный объем знаний, но и тем, что передовые в технологическом отношении страны поняли значение фундаментальной науки, начали ее масштабно финансировать и внедрять разработки в практику, буквально с пылу с жару.

– Что добавил этот прогресс к вашему инструментарию?

– Компьютер. Нами разработаны специальные программы, которые позволяют моделировать на компьютере многие процессы, происходящие в материалах при тех или иных условиях. То есть в цепочку «теория – эксперимент» вошел промежуточный этап – «компьютерный эксперимент». Он позволяет существенно сократить и время, и затраты на внедрение той или иной разработки.

– Если говорить о финансировании, как решаются ваши проблемы?

– В основном за счет грантов. Я получал и получаю гранты Российского фонда фундаментальных исследований, Союза кристаллографов, Европейского совета по науке, программы «Интеграция» фонда Сороса. Вот сейчас за счет одного из таких грантов мы получаем электронный сканирующий микроскоп стоимостью более миллиона рублей. Специфика в том, что для получения гранта нужно представить обоснование, доказать, что данное исследование имеет большое научное значение.

– И какие исследования вы в таких случаях, как говорится, «номинируете»?

– Сейчас у нас несколько основных направлений: интерметаллиды, суперсплавы, деформация нановолокон, переносы вещества в материале. Интерметаллиды – это сплавы, обладающие уникальными свойствами. Практически все металлы и сплавы при нагревании размягчаются и «текут». Но интерметаллид «Никель-3-Алюминий» при нагревании до 1100 градусов только увеличивает свою прочность. Сейчас на одном из авиационных заводов разрабатываются двигатели 5-го поколения, для лопаток турбин которого мы и рассчитывали этот сплав. Суперсплавы обладают памятью – при определенных условиях восстанавливают первоначальную форму. При эксплуатации космической станции «Мир» возникла необходимость доставить на ее борт штангу для крепления выносного оборудования. Но как? Она в космический корабль не входит. Был разработан сплав с памятью. Штангу изготовили из этого сплава, подвергли ее определенной термической обработке, после чего просто скатали в трубку, которая легко поместилась в корабле. А когда эту трубку вынесли в открытый космос, материал «вспомнил» свою первоначальную форму, и трубка раскаталась в штангу, которую и закрепили на корпусе станции. Рассчитаны сплавы, которые уже начинают применяться в медицине. Изготавливается, например, сердечный клапан из такого материала, его охлаждают, и клапан превращается в крохотный шарик, который через зонд вводят в сердце. Под действием температуры тела шарик возвращается в форму клапана и исправно работает. Так же изготавливаются имплантаты для позвоночника. Понятно, что это только начало, но за ним огромное будущее.

– С какими предприятиями или институтами вы сейчас сотрудничаете?

– С Томским институтом медико-биологических проблем работаем над проблемой ионной имплантации – вбрасывание ионов в структуру материала. Работаем с научно-производственными предприятиями в Уфе, Перми, других городах России.

– Что такое перенос вещества в материале?

– Эта тематика имеет непосредственное отношение к водородной энергетике, которая считается одним из самых перспективных направлений. Водород – универсальное топливо, но чрезвычайно сложное в эксплуатации. В частности, он сжижается при температуре, близкой к абсолютному нулю. Но оказалось, что титан и палладий имеют способность как бы впитывать в себя водород, и тогда его можно хранить при температурах, уже освоенных современными технологиями. Сейчас мы и рассчитываем те процессы, при которых происходит перенос вещества в материале.

Школа Старостенкова

– Михаил Дмитриевич, у вас 1100 публикаций, в том числе более 200 – в крупнейших иностранных изданиях. Работы вашей научной школы «Теория и компьютерное моделирование в физике конденсированного состояния» используются в России и за рубежом, а вот на Алтае о вас знают только в научной среде. Не испытываете от этого дискомфорт?

– В определенной степени. Но с другой стороны, Алтай известен за своими пределами сыром и пшеницей высшего качества. А мы вырабатываем научную продукцию, которая востребована в России, Казахстане, Китае, Индии, Японии, США, Франции. Мне приходилось выступать на различных международных конференциях по проблемам физики твердого тела, так иной раз участники этих форумов впервые слышали слово «Барнаул».

– Как формировалась научная школа «Теория и компьютерное моделирование», основателем которой в 2007 году вас официально признала Российская академия естествознания?

– Это процесс долгий и непростой. Началось с того, что в 1993 году мне удалось создать Совет по защите кандидатских диссертаций по проблемам физики твердого тела, в 1998 году – Совет по защите докторских диссертаций. Были сформулированы и утвердились в научной деятельности основные направления. И по этим направлениям достигнуты очень заметные результаты. Нами подготовлено более 60 кандидатов и докторов наук, которые сейчас работают в различных вузах и научно-исследовательских институтах в России и за рубежом.

– Школа – это ведь не только ее основатель, но и его единомышленники, его последователи, их много?

– Конечно. Хотелось бы назвать всех, но вашего диктофона не хватит. Наибольшие надежды возлагаю на доктора физико-математических наук Геннадия Михайловича Полетаева и кандидата физико-математических наук Марка Сергеевича Жуковского. Это очень перспективные ученые, им всего по 33 года, но с ними можно уверенно связывать будущее физики твердого тела в нашем университете – это как минимум. Они оба получили гранты инвестиционного фонда Потанина.

– А что в вашей деятельности преобладает – научная или преподавательская составляющая?

– Они настолько взаимосвязаны, что отделить одно от другого просто невозможно. Студенты вовлекаются в научный процесс, что, безусловно, сказывается и на качестве учебы. Кстати, два года назад мы открыли новую специальность «техническая физика», выпуска еще не было, но мы уверены, что это укрепит связи кафедры с практикой.

Виталий МАРЧУК.

Справка «АП»

М.Д. Старостенков родился в 1944 году в Томске. В 1961 году поступил в Томский государственный университет на физический факультет, который успешно окончил в 1966 году. Работал на заводе полупроводников в Нальчике, вернулся в Томск. В 1975 году защитил кандидатскую диссертацию. В 1976 году переезжает в Барнаул, работает старшим преподавателем кафедры физики АГУ, возглавил кафедру физики твердого тела в 1979 году. В 1983 году переходит в Алтайский политехнический институт на кафедру общей физики, которую возглавляет с 1989 года. В 1994 году М.Д. Старостенкову присвоено звание доктора физико-математических наук. В 1998 году присвоено звание «Заслуженный деятель науки Российской Федерации». В 2001 году стал лауреатом премии Алтайского края в области науки и техники. Является главным редактором международного журнала «Фундаментальные проблемы современного материаловедения».