«Поверхности очень интересны, но ведь их так мало...» – сожалел выдающийся итало-американский физик Энрико Ферми.
Почему физики первой половины XX века мечтали о большом количестве поверхностей твердых тел? Почему проблемы поверхности и сегодня вызывают наибольший интерес у физиков? Ответ на эти вопросы известен с 1949 года, когда был создан первый транзистор. Тогда физика твердого тела стала необходимым технологическим инструментом, радикально изменила электронику, привела к технологической революции.
Размер транзисторов, позволяющих управлять током в электрической цепи, стремительно уменьшался. Громадные, размером с комнату, ЭВМ обзавелись «чипами» (кремниевыми пластинками с микроприборами) и стали компактными, технология перешла на субмикронный уровень.
Современная цифровая техника, средства связи – это практическая сторона дела. Фундаментальную физику интересует другое. Все мы из уроков химии знаем, что атомы внутри твердого тела связаны между собой и образуют кристаллическую решетку. Но в поверхностном слое решетка частично разрушена. Все! Закончился последний слой атомов, и связываться больше не с чем. Легко предположить, что атомы поверхности обладают какими-то другими характеристиками, отличными от свойственных атомам внутри тела. Но какими?
Поверхность почти невозможно получить в чистом виде, необходимом для изучения средствами экспериментальной физики. Поэтому традиционно поверхности твердых тел исследовались химическими методами, а физики подключились к этой проблеме сравнительно недавно – примерно в середине 60-х годов прошлого столетия. Физики стремятся понять, как на поверхности расположены атомы и как ведут себя поверхностные электроны.
В Кабардино-Балкарии физики работали над этой темой с того времени, когда в республику приехал кандидат наук Сергей Николаевич Задумкин – впоследствии доктор физико-математических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ и КБР.
Вологда – Москва
Родился Сергей Задумкин в октябре 1912 года на севере страны, в одной из деревень Вологодской области в большой крестьянской семье. Начальную школу окончил в деревне, а семилетку – в Вологде. Поступил в педагогический техникум и одновременно работал учителем. В 1937 г. окончил Вологодский педагогический институт с отличием, стал ассистентом кафедры физики и опубликовал первые работы в области физической оптики. В начале Великой Отечественной молодой ученый – командир роты рабочего батальона, затем – боец истребительного батальона. После войны – аспирантура, оконченная досрочно, диссертация защищена блестяще.
В феврале 1948 года Сергей Николаевич был направлен на должность заведующего кафедрой физики в Кабардинский государственный пединститут (позднее – госуниверситет, где Задумкин заведовал кафедрами экспериментальной и теоретической физики, теоретической физики, молекулярной физики).
Ученики и последователи рассказывают, что работал он ежедневно и неустанно, науке был предан самозабвенно. Задумкину многократно предлагали должность проректора КБГУ, но он отказывался, так как предпочитал отдавать все свои силы и время науке, учебной работе, подготовке кадров. Педагог он был замечательный, тщательно готовился к каждой лекции, доходчиво объяснял студентам и аспирантам самые сложные темы. Профессор Алчагиров привел пример: пять человек из двадцати пяти в его студенческой группе, прослушав лекции Задумкина, избрали физику делом своей жизни, успешно защитили докторские диссертации и стали профессорами, деканами и заведующими кафедрами.
В ряде научных проблем физико-химии межфазных явлений его исследования были пионерскими, открывающими новые направления. С.Н. Задумкин был физиком-теоретиком, но отводил важную роль экспериментальным исследованиям. Его идеи в области физики поверхности послужили отправной точкой в разработках многих методов, подтвержденных множеством патентов и авторских свидетельств на изобретения.
Нальчик – научный мир
Физический факультет КБГУ благодаря Сергею Николаевичу стал занимать ведущее место в университете, а достижения нальчикских ученых в области физики межфазных явлений в конденсированной среде стали известны в стране и за рубежом. С 1964 года КБГУ стал систематически проводить всесоюзные и международные конференции по физике и химии межфазных явлений.
– Задумкин – как Ломоносов. Упорно шел к цели, ученую степень получил в МГУ. Выдающиеся ученые в области физики межфазных явлений стояли в очереди во время конференций, чтобы пообщаться с Сергеем Николаевичем, потому что он был корифеем, – свидетельствуют коллеги. – Задумкин один, без соавторов создал электронно-статистическую теорию. При его активном участии происходило активное научное общение, в наш университет приезжали выдающиеся советские ученые, читали лекции, проводили практические занятия. Любая лавина начинается с камешка, таким камешком был профессор Задумкин.
До сих пор в КБГУ успешно работает региональный научный семинар, который был основан С. Задумкиным и носит его имя. Задумкин был одним из ведущих специалистов в области физики межфазных явлений. Его перу принадлежит более 250 научных работ, многие из которых переведены на иностранные языки.
Научное предвидение профессора Задумкина позволило заложить в КБГУ теоретические и отчасти экспериментальные основы развития нанофизики. В шестидесятых годах минувшего века в КБГУ были начаты теоретические и экспериментальные исследования размерных эффектов различных свойств наноразмерных частиц. Таково авторитетное мнение ученых.
Цитата из документа: «Профессором С. Задумкиным с сотрудниками кафедры теоретической и экспериментальной физики КБГУ проф. Х. Хоконовым, Б. Алчагировым и другими впервые была построена теория классического размерного эффекта работы выхода электрона и поверхностной энергии – важнейших энергетических характеристик поверхности вещества в конденсированном состоянии, а также экспериментально изучены основные закономерности этих эффектов. Еще в то время на основе созданной С.Н. Задумкиным электронно-статистической теории поверхностных свойств металлов было показано, что многие фундаментальные свойства вещества – такие, как температура плавления, растворимость, работа выхода электрона, эмиссионные и другие свойства – зависят от размеров частиц, и при достаточно малых (около десятков нанометров) размерах существенно отличаются от их же свойств в «массивном» состоянии.
Например, кремний – хорошо известный и широко используемый сегодня полупроводниковый материал – при достаточном измельчении (до 20 нанометров и менее) неузнаваемым образом изменяет свои свойства: перестает пропускать ультрафиолетовое излучение, но зато становится оптически прозрачным для видимой области спектра света, меняет свой цвет, а работа выхода электрона увеличивается до полутора раз.
Пример: в обычных изделиях золото имеет привычный желтый цвет, но тончайшая (в несколько нанометров) золотая фольга на просвет видится синей, а пары золота приобретают зеленый оттенок».
Благодаря профессору С.Н. Задумкину, его ученикам и коллегам Кабардино-Балкарский госуниверситет стал признанным научным центром в области физики поверхностных явлений и взаимодействия потоков частиц. В числе последователей основателя нальчикской школы физики – нынешний ректор КБГУ, заведующий кафедрой физики наносистем, доктор технических наук, профессор Барасби Карамурзов. Хазратали Хоконов – главный продолжатель дела Задумкина, получал сталинскую стипендию все пять лет студенчества, был самым молодым деканом СССР, в настоящее время – доктор физико-математических наук, профессор, зав. кафедрой физики конденсированного состояния. Борис Алчагиров – профессор, доктор физико-математических наук, соросовский профессор.
Азамат Шебзухов, Анзор Карашаев, Магомед Дохов, десятки других известных в науке имен – много достойных учеников воспитал Сергей Задумкин, которого не стало в 1977 году.
Нартан – Саратов
О личной жизни Сергея Задумкина известно, что семьянин он был образцовый. Супруга Ольга Григорьевна окончила биофак МГУ, работала здесь же, в Нальчике. Дочь Людмила живет в Смоленске. Ее мужа-полковника зовут Иваном, фамилия Козлов, а по отчеству он – Хакяшевич.
Во время Великой Отечественной войны, в которой, как сказано выше, участвовал и Сергей Задумкин, в боях под Смоленском был ранен советский солдат, уроженец кабардинского села Нартан Хакяша Шантуков. Местная девушка принялась его лечить, выходила, но фашисты нашли раненого и расстреляли.
Когда в Нартане много лет спустя Шантуковы узнали, что в Смоленске у гражданки Козловой подрастает сын Хакяши, это стало для них безмерной радостью. Для мальчика Нартан стал второй родиной: здесь он ходил в школу, а когда поступил в военное училище, приезжал на каникулы каждое лето. Здесь друг Борис Алчагиров и познакомил Ивана с профессорской дочкой, студенткой КБГУ Людмилой Задумкиной.
***
– В жизни, как и в физике, законы одни: какой фундамент – такое и строение, – рассуждают представители школы Задумкина. – Сергей Николаевич в молодости многое задумал, о многом мечтал, ставил перед собой большие цели и многого достиг. Находясь вдали от крупных научных центров, сумел до крыши довести «строительство», возвести стройное, прочное здание школы физики, которое мы считаем своим долгом сохранять и совершенствовать. Тем более теперь, когда в КБГУ стало поступать дорогостоящее оборудование, например, для рентгеноспектрального анализа. Было время – мы сами разрабатывали, конструировали приборы для исследований и опытов. Университет, его научная база созданы трудом нескольких поколений. В числе главных создателей университета – выдающийся ученый Сергей Николаевич Задумкин.
