Во-вторых, люди стали интересоваться (сначала теоретически, а затем и экспериментально) «квантовыми точками». По сути это гигантские искусственные атомы — кусочки полупроводника (на-норазмеров), в которых энергетический спектр электронов дискретен. Если к ним подсоединить контакты, то электроны в контактах играют роль электронов проводимости в металлах, а сама квантовая точка — роль гигантской магнитной примеси. При протекании электрического тока через квантовую точку «сул-абрикосовские резонансы» прекрасно видны. Квантовые точки — основные объекты нанотехнологий (нанотехнологии действительно существуют, невзирая на всякие произносимые вокруг этого слова глупости), а эффект Кондо — одно из ключевых явлений, определяющих работу квантовых точек.

В-третьих, широкое распространение получила (начиная с 1990-х) сканирующая туннельная микроскопия (СТМ) — экспериментальная техника, позволяющая прощупывать, с атомным разрешением, локальную электронную структуру поверхности металлов и полупроводников. Если до этого о существовании сул-абрикосовского резонанса можно было судить по косвенным признакам, то в СТМ его просто видно. Люди делают очень красивые вещи. Например, можно выложить из атомов эллипс и поместить в один из его фокусов магнитный атом (скажем, кобальт). Поднеся СТМ tip к этому атому, можно увидеть резонанс. Такой же резонанс можно увидеть, поднеся тип к другому (пустому) фокусу эллипса, — одно из самых элегантных доказательств, что электрон есть волна, какие я знаю. Можно выкладывать кластеры из магнитных атомов и смотреть, что происходит с эффектом Кондо, когда эти атомы взаимодействуют. Есть интересные геометрические эффекты — скажем, сигнал существенно зависит от того, равносторонний треугольник из атомов выложен или всего лишь равнобедренный.

И последнее. Спин как таковой не очень важен для эффекта Кондо — важно наличие внутренней (квантовой) степени свободы у примеси, которая может изменяться при рассеянии электрона. Например, это может быть атом с двумя положениями равновесия — справа и слева. Это может быть орбитальный момент — ориентация «лепесточков» распределения электронной плотности в пространстве. Важно, чтобы разные квантовые состояния примеси были вырождены, т.е. имели бы одинаковую энергию. Если их раздвинуть (в случае магнитных примесей это можно сделать, прикладывая внешнее магнитное поле), эффект Кондо разрушается. В отсутствие магнитного поля вырождение по спину гарантировано «теоремой Крамерса» — следствием инвариантности квантовой механики относительно обращения времени.

В других случаях никаких гарантий нет, и людям пришлось попотеть, чтобы сообразить, в каком случае будет возможен «орбитальный эффект Кондо». Мне посчастливилось принять участие в совместной с экспериментаторами работе, которая, по-видимому, впервые его на самом деле обнаружила (восемь лет назад) — на поверхности хрома. Потом он был найден в других системах, таких, как знаменитые сейчас «углеродные нанотрубки». Одна из моих самых последних работ -про орбитальный эффект Кондо для примесей на поверхности графена. Так что эффект Кондо остается в центре внимания теоретиков и экспериментаторов, неизменно оказываясь имеющим отношение чуть ли не ко всему новому и важному, что случается в нашей науке.

Сергей Попов

Так получилось, что первый по-настоящему современный планетарий в России появился в Калуге. Причем аппаратура не стоит мертвым грузом — на ней активно работают, под нее разрабатывают новые программы. О том, что и как можно и нужно делать с таким оборудованием, Сергей Попов беседует с командой планетария. Отвечают: зав. планетарием Ирина Евстигнеева, главный специалист планетария Дмитрий Алёшин, лектор Дмитрий Фетисов и инженер Антон Зарубин.

Планетарий в Калуге находится в Музее истории космонавтики. В чем плюсы и минусы такого симбиоза?

—  То, что планетарий является одним из отделов Музея истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, дает нам одни плюсы. Сам музей находится в культовом месте Калуги — в прекрасном парке, также названном в честь теоретика и основоположника космонавтики. И это притягивает к себе гостей и жителей города. Если экспозиция музея рассказывает о достижениях советской и российской космонавтики, то планетарий дополняет полученные сведения астрономическими знаниями. Новое современное оборудование позволяет отправиться в виртуальное космическое путешествие.

— Расскажите в двух словах, как в Калуге появился самый современный планетарий в России и какая команда с ним сейчас работает.

—  Еще задолго до решения вопроса о выделении денег нами была проведена серьезная подготовительная работа по выбору новой модели планетария. Предпочтение отдали лидеру в оптике, немецкой фирме Carl Zeiss. Далее заключили прямой контракт с фирмой и собственными силами растаможили оборудование. Это существенно сократило его окончательную стоимость и позволило нам приобрести максимальную комплектацию. Весь коллектив физико-астрономического отдела (4 лектора и 5 специалистов инженерной службы) с помощью немецких специалистов прошел обучение работе на новом оборудовании. В результате сегодня мы занимаемся обслуживанием оборудования, созданием и показом новых программ.

— Вы смогли установить связку оптико-механического и цифрового оборудования от Цейсса. В чем преимущества этого? Насколько важен каждый из компонентов? Можно ли ставить оптикомеханику от одного производителя, а цифру от другого?

—  Оптико-механический аппарат ZKP-4 благодаря оптоволоконной технологии проецирует на купол планетария более 7500 звёзд превосходной яркости и натурального цвета, а также Солнце, планеты и Луну. Проектор показывает состояние звездного неба с любой точки Земли и на любую дату, с астрономической точностью вычисляя все по астрономическим алгоритмам. Оптико-механический аппарат прекрасно дополняет цифровая проекционная система. Мы можем отправиться в виртуальное космическое путешествие и увидеть нашу Солнечную систему, нашу Галактику, а также другие загадочные объекты Вселенной. Полнокупольная проекция без стыков и швов образуется на куполе с помощью пяти отдельных проекторов. Совместная работа обеих систем (цифровой и оптической) позволяет создавать полностью автоматические программы, погружая зрителей в сказочные космические миры, и это огромный плюс.

Конечно же, возможно использование систем различных производителей, но это не имеет смысла из-за того, что лучшую оптику делает именно Цейсс, а цена на цифровое проекционное оборудование не выше, чем у других производителей. Последняя разработка Цейсса, проектор Velvet с абсолютно черной проекцией, намного опережает другие фирмы.

— Компьютер без софта — кусок железа. Какое программное обеспечение прилагается, какое приходится докупать или доустанавливать самим?

—  Очень важным фактором при выборе планетария был вопрос программного обеспечения. Наша задача — не только показывать готовые шоу-программы, но и производить новые своими силами. С помощью программ, поставленных в комплекте с оборудованием, мы создаем полнокупольные шоу, а кластерная система формирования изображения позволяет тут же (realtime) увидеть на куполе и легко смонтировать лекцию. Лишь только для создания сказочных персонажей, ландшафтов и т.п. необходимо пользоваться дополнительными графическими редакторами.