Физик из Массачусетского технологического института (MIT) разделил премию в размере 400 000 евро за влиятельную работу над «магическим углом» в графене.
Пабло Харильо-Эрреро, профессор физики имени Сесила и Иды Грин в MIT, стал обладателем премии Фонда BBVA в области передовых знаний 2025 года в номинации «Фундаментальные науки» за «открытия, касающиеся „магического угла“, который позволяет трансформировать и контролировать поведение новых материалов».
Премию в размере 400 000 евро он разделил с Алланом Макдональдом из Университета Техаса в Остине. По сообщению Фонда BBVA, «новаторская работа двух физиков позволила создать как теоретическую основу, так и экспериментальное подтверждение новой области, где сверхпроводимость, магнетизм и другие свойства могут быть получены путём вращения новых двумерных материалов, таких как графен». Графен — это один слой атомов углерода, расположенных в виде шестиугольников, напоминающих структуру пчелиных сот.
Теоретическая основа и экспериментальная проверка
В теоретической модели, опубликованной в 2011 году, Макдональд предсказал, что при скручивании двух слоёв графена под определённым углом, примерно в 1 градус, взаимодействие электронов приведёт к появлению новых свойств.
В 2018 году Харильо-Эрреро экспериментально подтвердил существование «магического угла», скрутив два листа графена таким образом, чтобы изменить поведение материала и придать ему новые свойства, такие как сверхпроводимость.
Работа физиков «открыла новые горизонты в физике, продемонстрировав, что вращение материи под определённым углом позволяет контролировать её поведение и получать свойства, которые могут иметь большое промышленное значение», — объяснила член конкурсной комиссии Мария Хосе Гарсия Борхе, профессор-исследователь в Институте структуры материи. «Например, сверхпроводимость может привести к более устойчивой передаче электроэнергии с практически полным отсутствием потерь».
Почти как научная фантастика
Первоначальное открытие Макдональда не имело немедленного влияния. Лишь спустя несколько лет, когда оно было подтверждено в лаборатории Харильо-Эрреро, стало ясно его истинное значение.
«Сообщество никогда бы не проявило такой интерес к моей теме, если бы не существовало экспериментальной программы, которая реализовала бы эту первоначальную концепцию», — отмечает Макдональд, называя достижения своего солауреата «почти научной фантастикой».
Харильо-Эрреро был заинтригован возможными эффектами размещения двух слоёв графена друг на друга с точным угловым выравниванием, поскольку «это была неизведанная территория, недоступная для физики прошлого, и поэтому она должна была дать интересные результаты».
Но учёный всё ещё не был уверен, как добиться этого в лаборатории. В течение многих лет он собирал вместе слои сверхтонкого материала, но не мог указать угол между ними. Наконец, он придумал, как это сделать, уменьшая угол до тех пор, пока не достиг «магического» угла в 1,1 градуса, при котором графен проявил некоторые необычные свойства.
«Это было большим сюрпризом, потому что техника, которую мы использовали, хотя и была концептуально простой, была сложной для реализации в лаборатории», — говорит Харильо-Эрреро, который также сотрудничает с Лабораторией исследований материалов.
С 2009 года Фонд BBVA вручил более чем десятку преподавателей MIT премию Frontiers of Knowledge Awards. Премия Frontiers of Knowledge Awards, охватывающая восемь категорий призов, присуждается за исследования мирового уровня и культурные достижения и направлена на популяризацию и продвижение ценности знаний как глобального общественного блага. Фонд BBVA работает над поддержкой научных исследований и культурного творчества, распространением знаний и культуры, а также признанием таланта и инноваций.