сахрат хизроев биография национальность
Наши сделали американский нанолазер
В Соединенных Штатах создан новый уникальный прибор — нанолазер на поверхностных плазмонах. Важнейшее участие в его разработке приняли ученые — выходцы из бывшего Советского Союза и России
Ученые — разработчики одного из самых перспективных направлений современных нанотехнологических исследований, нанофотоники, создали важнейшее устройство, которое может стать основным компонентом будущих оптических компьютеров.
Интернациональная команда физиков-экспериментаторов из трех американских университетов, Пардью, Норфолка и Корнелла, впервые продемонстрировала рабочий прототип нанолазера — самого маленького в истории генератора светового излучения, диаметр рабочей поверхности которого всего 44 нм. Это уникальное устройство называют также спазером или спейзером (от английской аббревиатуры SPASER — Surface Plasmon Amplification by Simulated Emission of Radiation), поскольку оно создает специфическую форму излучения — мощный волновой поток, стимулированный так называемыми поверхностными плазмонами (surface plasmons).
Удивительные квазичастицы
Поверхностные плазмоны, изюминка разработанного обосновавшимися в Соединенных Штатах физиками нанолазера, — особая форма плазмонов, квазичастиц-квантов плазменных колебаний (как по аналогии фотон и фонон являются квантами световой и звуковой волн). Эти квазичастицы (волны электронной плотности) возникают в твердых телах или вблизи их поверхности в результате коллективных колебаний электронов проводимости относительно ионов. В свою очередь, поверхностные плазмоны — это кванты колебаний плотности свободных электронов металла, распространяющиеся только вдоль его границы с диэлектриком.
В разнообразных физических экспериментах, проводимых с начала 80-х годов прошлого века, поверхностные плазмоны возбуждали при помощи направленного к поверхности металла лазерного луча. В результате многочисленных проб и ошибок ученые установили, что при определенных условиях (точно подобранном угле лазера, варьировании толщины, химического состава соприкасающихся поверхностей и проч.) плазмонные волны могут колебаться с той же частотой, что и внешние электромагнитные. При этом у обычных световых волн эффективная длина ограничена дифракционным пределом, то есть при использовании обычных материалов с положительным коэффициентом преломления наилучшее разрешение, которое возможно получить при их помощи, соответствует примерно половине длины набегающей волны света, используемой для создания изображения. Плазмонные же волны распространяются на дистанции значительно короче, а значит, обладают длиной волны, намного меньше «магического предела».
Благодаря этому уникальному свойству поверхностных плазмонов у теоретиков возникла многообещающая идея их дальнейшего практического использования. А именно создания совершенно нового класса миниатюрных электронных устройств, базирующихся на эффективном управлении физическими свойствами плазмонных волн, проявляемыми на наноуровне.
Исследователи особенно рассчитывают на то, что благодаря очень малым размерам металлических наноструктур и оптическому быстродействию происходящих в них процессов наноплазмоника позволит создать новую элементную базу для оптических компьютеров и устройств обработки данных. Впрочем, для успешной реализации этой амбициозной идеи сначала должны появиться плазмонные устройства, аналогичные традиционным транзисторам (приборам для усиления, генерирования и преобразования электрических колебаний), из которых можно будет собирать сверхбыстрые сигнальные процессоры.
Наноплазмоника позволит создать новую элементную базу для оптических компьютеров и устройств обработки данных
Кому нужны спейзеры
После публикации ключевой работы ученых многочисленные теоретики и экспериментаторы с большим азартом набросились на поставленную проблему и предложили целый ряд оригинальных способов практической реализации пресловутого спейзера. И судя по первым комментариям ведущих спецов в сфере нанофотоники и наноплазмоники, недавние экспериментальные результаты, достигнутые Ногиновым, Шалаевым и Ко, могут стать настоящим прорывом на передовом исследовательском фронте.
Разработанный ими первый действующий прототип спейзера внешне представляет собой одиночную золотую наночастицу сферической формы, заключенную в кварцевую оболочку, поверхность которой была покрыта зеленым органическим красителем. Подобно обычному лазеру, для достижения необходимой энергии спейзеру требовалась специальная накачка внешним источником электромагнитного излучения, и эта задача была решена при помощи направленной бомбардировки наночастицы лазерными пучками. Облученная лазером наночастица возбуждала молекулы оболочечного красителя, и они, в свою очередь, передавали полученную энергию окружающим электронам, которые и создавали в итоге поверхностные плазмонные колебания. Возникшие благодаря плазмонным колебаниям расходящиеся электромагнитные волны обладали характерной для зеленого света длиной 531 нм.
Правда, справедливости ради следует уточнить, что эти расходящиеся волны излучали свет по всем направлениям, тогда как «нормальный» лазер должен производить узконаправленный луч света. Тем не менее, по словам Владимира Шалаева, зарегистрированные учеными характерные пики и подошвы световых волн свидетельствовали, что плазмонные колебания происходили синхронно, то есть они все-таки обладали важнейшим свойством лазерного излучения — когерентностью.
Более того, Михаил Ногинов полагает, что способность спейзера генерировать когерентные поверхностные плазмоны может оказаться в практическом плане даже более важной, чем его дальнейшее использование в качестве обычного нанолазера, поскольку открывает дорогу для разработки нового поколения сверхбыстрой наноэлектроники.
С Михаилом Ногиновым солидарен и вдохновитель проекта Марк Стокман, который, судя по нескольким недавним интервью, пребывает в полном восторге от проделанной в США работы. «Спейзер — это самый маленький из возможных квантовый усилитель и генератор оптических полей на наноуровне, в теории его размеры можно уменьшить почти до одного нанометра. И благодаря тому что он работает почти в тысячу раз быстрее, чем самый быстрый из имеющихся на сегодня транзисторов, на его основе вскоре могут быть сконструированы сверхбыстрые усилители, логические элементы и микропроцессоры, на несколько порядков превосходящие по своей производительности традиционные кремниевые аналоги», — говорит ученый.
Однако чтобы спейзер и его последующие доработки смогли найти реальное применение в оптических компьютерах будущего, исследователям еще придется обойти немало подводных камней и рифов. В частности, им потребуется найти эффективные механизмы его «электрического сопряжения» с полупроводниками без использования внешней лазерной накачки. По крайне оптимистическим оценкам Марка Стокмана, первые гибридные устройства такого рода могут появиться уже в течение ближайшего года, но другие специалисты в данной области пока проявляют большую сдержанность.
Неужели никто не вернется…
Комментируя для нашего журнала новую работу Шалаева и Ногинова со товарищи, заведующий сектором Научного центра лазерных материалов и технологий ИОФ РАН кандидат физико-математических наук Максим Дорошенко отметил: «Наиболее многообещающими мне представляются практические перспективы дальнейшего использования этих нанолазеров в качестве эффективных малоразмерных источников излучения, причем, по всей видимости, они могут быть внедрены в производство в течение весьма недалекого времени. И в этой связи приходится с сожалением признать, что в области создания новых полупроводниковых лазеров наша страна, увы, сильно отстает от Запада. Показателен, скажем, тот факт, что в России до сих пор даже не созданы качественные лазерные диоды, которые, по сути, уже относятся к технологиям предыдущего поколения».
Имена главных действующих лиц намечающейся на Западе нанотехнологической революции в очередной раз наводят на грустные размышления о положении дел в нашей науке и — шире — в нашей стране. Неоднократно уже приходилось говорить о пополнении рядов исследователей многочисленных западных университетов нашими молодыми и зрелыми талантами. То же и с представителями могучей советской лазерной школы, и с представителями других областей научной и технологической деятельности (см., например, «Прыжок русской лягушки» в № 10 «Эксперта» за 2007 год).
В этом году Инновационное бюро «Эксперт» запустило проект «Российская научно-технологическая диаспора: потенциал взаимодействия». Мы поставили перед собой задачу детально разобраться в затянувшемся процессе оттока из нашей страны лучших мозгов и понять, есть ли у России в обозримой перспективе хоть какие-то шансы и возможности, чтобы переломить этот крайне негативный тренд и найти действенные стимулы для более активного сотрудничества оставшихся и уехавших (о массовом возврате бывших соотечественников пока приходится лишь мечтать). На наше предложение поучаствовать в проекте откликнулись многие ученые, живущие здесь и там. Первые предварительные результаты показали, что затея имеет шансы на успех, и в ближайших выпусках нашего журнала мы планируем познакомить читателей с наиболее интересными выводами по данному исследованию.
Новый тип наночастиц может подключаться к отдельным нейронам мозга
Сахрат Хизроев, ведущий инженер из Университета Майами, разработал новую технологию для обработки нейронных сигналов — магнитоэлектрические наночастицы (MENP). Созданная им система работает без нейроинтерфейсов — MENP передвигаются внутри организма человека через кровоток, свободно проникают в мозг через гематоэнцефалический барьер и считывают сигналы отдельных нейронов. Проекту всего несколько недель, но он уже привлек внимание Национального научного фонда и армии США — DARPA профинансирует дальнейшие исследования и создание первого прототипа.
«Наш мозг в значительной степени — это множество электрических двигателей, но что примечательно в случае с применением MENP, так это то, что они понимают не только язык электрических, но и магнитных полей. Как только MENP проникают в мозг и располагаются рядом с нейронами, мы можем стимулировать их внешним магнитным полем, и они, в свою очередь, создают электрическое поле, через которое мы можем взаимодействовать с нейронами без каких-либо проводов», — объяснил изобретатель изданию Futurism.
По словам Хизроева, другие проекты, связанные с нейроинтерфейсами, обречены на провал — в мозге более 80 млрд. нейронов, поэтому для точного анализа сигналов понадобится такое же количество микроэлектродов, считает ученый. По этой причине, единственный верный способ подключиться к мозгу — это беспроводная связь с поддержкой нанотехнологий.
Автор проекта предлагает ввести магнитоэлектрические наночастицы внутривенно, затем преодолеть защитный гематоэнцефалический барьер и подключиться к нейронным сигналам напрямую. Далее эти наночастицы будут соединяться со шлемом, в который встроен набор магнитных преобразователей. Последние будут отправлять и принимать важную для мозга информацию. Хизроев считает, что даже на ранней стадии разработки у такого подхода может быть несколько эффективных сценариев применения — от точного управления лекарствами для лечения нейродегенеративных заболеваний до обмена данными между компьютером и телом человека.
«Мы узнаем, как лечить болезнь Паркинсона, Альцгеймера и даже депрессию. MENP не только может произвести революцию в области нейробиологии, но потенциально может изменить многие другие аспекты нашей системы здравоохранения», — сообщил Хизроев.
Инженер также добавил, что MENP упростит изучение «вычислительной архитектуры мозга». А полученные знания упростят разработку нейроморфных компьютеров, которые будут имитировать работу живого организма.
Интерес к проекту уже проявили представители Национального научного фонда и Управления перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA). Ведомства профинансировали исследование и заявили, что рассмотрят возможность использования MENP в военных целях.
Жил и боролся за счастье народа
Автор: Абдулатип Гаджиев, кандидат исторических наук
Магомед-Мирза Хизроев родился 6 июня 1882 г. в сел. Хунзах. С юных лет наблюдал тяжелую жизнь своих земляков и проникся горячим желанием помочь народу добиться освобождения от гнета местных богачей и царских чиновников.
В годы учебы в Ставропольской гимназии, как и его сверстники, увлекся чтением произведений Лермонтова, Некрасова, Добролюбова, Герцена, Гоголя, Чернышевского… Здесь он активно участвовал в работе студенческого кружка, знакомился с революционными идеями, проникавшими из Центральной России. «В 1900 году, – писал он в своей автобиографии, – ко мне стали попадать первые революционные брошюры о студенческих беспорядках. И я стал мечтать, как скорее сделаться студентом, чтобы начать революционную работу. После окончания гимназии родители прочили меня в артиллеристы. И я уехал в Петербург, дав им обещание, что поступлю в артиллерийское училище, а фактически осенью того же года оказался студентом Санкт-Петербургского института инженеров гражданского строительства.»
С первых месяцев студенческой жизни Магомед-Мирза начинает принимать активное участие в революционном движении. Его ввели в состав организационного комитета института, по указанию которого он занимался печатанием революционных прокламаций, листовок, их распространением среди рабочих Васильевского острова.
В конце 1903 года после II съезда в рядах РСДРП произошел раскол на большевиков и меньшевиков. В этот же период и в институтской социал-демократической группе возникли разногласия. Хизроев стал членом большевистской фракции, его избрали представителем в объединенной студенческой организации при Петербургском комитете партии.
В том же году Магомед-Мирза в целях оказания практической помощи социал-демократическим организациям национальных окраин России выехал в Дагестан, где стал одним из активных руководителей Темир-Хан-Шуринской организации Российской социал-демократической партии, созданной по инициативе Д. Коркмасова и П. Ковалева. В нее вошли также Дахадаев и другие. По их инициативе был организован крестьянский центр для работы среди крестьянства Дагестанской области.
После окончания института М.-М. Хизроев уехал в Поволжье, Саратов, на строительство элеватора Государственного банка. Затем вернулся в Дагестан, в Темир-Хан-Шуре принял участие в организации Социалистической группы. Разоблачая буржуазных националистов, Хизроев призывал трудящихся всячески способствовать перерастанию буржуазно-демократической революции в социалистическую.
В противовес местным националистам, которые стремились основаться на этом этапе революции, он и другие члены социалистической группы призывали трудящихся к борьбе. «Мы, социалисты, – говорилось в предвыборном воззвании социалистической группы, – еще не достигли своей цели. Мы достигнем ее, когда государство отберет у ханов, беков и других насильно захваченные ими у народа горные и отгонные пастбища (кутаны), леса, воды, и безвозмездно вернем бедноте. Также должны быть возвращены народу земли, которые купили уздени у ханов и беков…»
В дни корниловщины, когда решалась судьба революции, большевики Дагестана и члены социалистической группы развернули большую работу среди населения.
Упорная и кровопролитная борьба народов Дагестана завершилась победой Советской власти 12 февраля 1921 г. Хизроев вместе с Коркмасовым, Тахо-Годи и Ахундовым был на приеме у В.И. Ленина, который оказал большую помощь молодой республике.
После тяжелой болезни Магомед-Мирза Хизроев умер в 1922 году, похоронен в родном Хунзахе. Его женой была Умаразият Даитбекова, подарившая мужу дочь Заиру и сына Камиля. Заира Магомедовная, будущая жена Героя Советского Союза Юсупа Акаева, родила двух замечательных дочерей Аиду и Фариду. А сама она многие годы работала на партийно-советской работе и в настоящее время находится на заслуженном отдыхе.
Без запроса на науку таланты не нужны
Иной раз видишь научную статью, понимаешь: крутую вещь сделали, давно надо было. Смотришь на перечень авторов — радуешься. Но затем сама собой примешивается щепотка печали. И нет, со статьей всё в порядке: отличное исследование, и видно, куда оно ведет. А дело в том, что среди авторов наш соотечественник, только бывший.
Состоялся, сделал имя в чужой стране, с нуля. Вот представьте, например, что родился такой автор в Махачкале, в СССР. Окончил МФТИ в первой половине 1990-х по специальности «физическая и квантовая электроника». МФТИ подготовил квантового физика, но стране было не до науки: люди были заняты выживанием — буквально. И если молодой специалист хотел все-таки стать высококлассным ученым, путь у него был один. Сегодня он профессор в Университете Майами, гражданин США. Специалист в области спинтроники, наномагнетизма и персонализированной медицины. Занимается перспективными темами и передовыми исследованиями, в частности магнитоэлектрическими наночастицами (magnetoelectric nanoparticles, MENs). Частицы эти обладают замечательным свойством: если подать на них магнитное поле, они генерируют электрическое.
Науке и медицине MENs могут предложить то, чего пока нет, но что очень нужно, — неинвазивное, безопасное и точное воздействие на глубокие части мозга. С помощью инъекции вы можете ввести взвесь таких частиц в кровоток; затем по градиенту магнитного поля доставить их ровно туда, куда хотите, после чего «включить» нейроны на любой глубине — магнитное поле проникает хорошо, а MENs по факту заменяют электрод. Или можно по тому же принципу доставить и точечно выпустить лекарство. А еще эти частицы позволяют визуализировать ткани с высоким разрешением.
Словом, в этой области открывается целый спектр применений, и последние годы работы по MENs идут в условиях всё более приближенных к боевым, то есть на живых организмах — in vivo. Да вот и свежий препринт: “In vivo contactless brain stimulation via non-invasive and targeted delivery of magnetoelectric nanoparticles” [1]. В этой статье авторы показывают, что MENs неинвазивно активируют выбранные участки мозга мыши, после чего легко выводятся из организма. Среди авторов — Сахрат Хизроев, один из главных мировых экспертов по данному классу наночастиц [2]. Профессор из Махачкалы.
И мое восхищение сопровождается странным чувством. Мысль «ведь могло быть у нас» сменяет трезвое осознание: останься он в России, он не сделал бы этих работ. И, может быть, не было бы никаких MENs in vivo. А другой метод нейромодуляции частицами — через передачу тепла, останься в России, не разработала бы великолепная Полина Аникеева, выпускница питерского Политеха, а ныне профессор MIT (и тоже гражданка США). Удержать таланты внутри страны было бы недостаточно: на выжженной земле они просто не нашли бы должного применения. В России нет запроса на передовую науку со стороны общества — и оттого они там, а не здесь. Остается лишь надеяться, что ситуация поменяется.
Денис Тулинов, научный журналист
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Его именем названа улица
Будучи учеником семилетней школы в Хунзахе, Муху Хизроев мечтал стать офицером-кавалеристом. И когда его пригласили в военный комиссариат, чтобы поставить на учёт, он попросил отправить его в кавалерийское училище. Просьбу удовлетворили, и в 1938 году он поступил в кавалерийское училище в г. Боросово. Будучи курсантом, он участвовал в финской войне, в освобождении Западной Украины и Западной Белоруссии.
Великая Отечественная война началась для Хизроева 23 июня 1941 года ночью. Их подняли по тревоге, и началось отступление с боями. Отступали чуть ли не до Волги. Здесь в Саратове кавалерийское училище преобразовали в танковое. По его окончании как лучшего выпускника его оставили в училище командиром взвода, а через год по его просьбе отправили на фронт. Участвовал Муху в завершающем этапе Сталинградской битвы. После Сталинградской битвы отправили в г. Горький, где формировалось танковое соединение. Командиром роты в звании старшего лейтенанта М.Хизроев участвовал в Курской битве, в танковом сражении на поле Прохоровка, где был ранен.
В сражении у села Хрестьяни его снова ранили. Жители этого села нашли планшет Хизроева и тело водителя танка. Думали, что этот планшет его, и написали в город Саратов жене Хизроева Галине Ивановне, что они похоронили ее мужа, приглашали после войны навестить его могилу. Потом Хизроев написал жене письмо и сообщил, что он жив.
Затем участвовал в освобождении Киева. При этом Днепр его танк пересек по дну реки. Участвовал в Корсунь-Шевченковской операции, в освобождении Бухареста, Будапешта и Праги. При освобождении Праги 8 мая 1945 года его ранили в четвертый раз. На этот раз тяжело. Вся Советская страна отмечала День Победы, а Хизроев без сознания лежал в госпитале в городе Дебрецен. После двухмесячного лечения отправился в свой полк в Монголию. Затем участвовал в разгроме Квантунской армии. Вторую мировую войну Хизроев закончил в Порт-Артуре.
После войны Муху Магомедович до 1960 года служил в Германии, в Петропавловске-Камчатском, в Одесском военном округе. В 1960 году ушёл в отставку в звании подполковника. Поселился в городе Саратове и стал работать в Саратовском университете заведующим лабораторией ядерной физики и выполнял общественную работу в качестве заместителя парторга университета. А партийный билет был вручён Хизроеву 22 июня 1941 года.
В 1995 году в честь 50-летия победы ему присвоили звание полковника в отставке. Он награжден многочисленными орденами и медалями.
Муху Магомедович умер 25 мая 2003 года. В Саратове живут его жена Галина Ивановна, две дочери и три внука. Похоронили Хизроева в Саратове с большими почестями и назвали его именем одну из улиц города.