Вы закончили факультет информационных технологий и программирования Университета ИТМО, почему вы выбрали именно это направления для обучения?

Мне еще в школе, когда я учился в ФМЛ №239, нравилось заниматься информатикой, и в один прекрасный день, это был 1996 год, Владимир Глебович Парфенов пришел к нам в школу и рассказал о своей кафедре. Это был очень привлекательный вариант, поэтому я сдал экзамены и даже не рассматривал другие возможности обучения.

От учебы в вузе у меня положительные впечатления ― думаю, что это было одно из лучших образований, которое можно было получить на тот момент. Хотя позже опыт показал: базовые математические и компьютерные знания нам дали замечательные, но в физике пришлось многое постигать.

Как получилось так, что ваши научные интересы стали смещаться в сторону физики?

Ко второму курсу мне стало не интересно заниматься чистым программированием. Благодаря Сергею Аркадьевичу Козлову в этот момент я попал в Государственный оптический институт в проект по моделированию физических процессов ― это было гораздо более интересно, чем просто программировать.

Нелинейная оптика. Источник: illustrated_dictionary.academic.ru
Нелинейная оптика. Источник: illustrated_dictionary.academic.ru

А что это был за проект?

Мы занимались моделированием нелинейной оптики, для этого надо было разобраться с системой нелинейных уравнений, придумать, как ее решать экономично. Фактически нам надо было создать слоистую структуру, в которой генерация нелинейного процесса была бы оптимальной. Специфика процесса такова, что он сперва нарастает, а потом меняются фазы нескольких волн и начинается спад. Этот спад надо было обратить, чтобы процесс продолжал увеличиваться. Предполагалось, что это позволяет сгенерировать разные гармоники синего цвета и поможет генерировать белый свет.

Моя бакалаврская и магистерская были посвящены разным вариантам решения этих проблем. Кроме того, я получил опыт научной работы, несколько публикаций, в том числе в иностранных журналах. Помню, тогда, в начале двухтысячных, было сложно коммуницировать с иностранными журналами. В институте интернет был в кабинете руководителя, там был создан ящик для общения с иностранными редакциями.

Жизнь в США

Николай Макаров в Национальном парке Great Sand Dunes штата Колорадо. Фото из личного архива
Николай Макаров в Национальном парке Great Sand Dunes штата Колорадо. Фото из личного архива

Во время своего обучения в аспирантуре Университета ИТМО вы уехали в США, расскажите, пожалуйста, о том, как вы оказались в Америке.

За пару лет до отъезда я познакомился с американским профессором на конференции в Великом Новгороде. Я там рассказывал о нашей работе в Оптическом институте. Поскольку у профессора были знакомые в Петербурге, мы вместе поехали на электричке, разговаривали, и в конце поездки он дал мне свои контакты, сказав, что, если я хочу заниматься наукой, то могу с ним связаться. Профессор работал в штате Монтана, это не самое очевидное место для занятия наукой, тем не менее, в своей области этот человек ― один из лучших. Он и пригласил меня в свой университет.

Как складывался ваш отъезд?

Подготовка заняла практически год. Университету нужны были все дипломы, переводы всех документов, сданные экзамены по языку (TOEFL), а также экзамены GRE (General и Physics). GRE General ― это нечто вообще невообразимое для нормального человека. Там было две части ― математика и язык, причем язык очень «зверский». Вам дается около двадцати слов, которые вы никогда в жизни не видели, из них надо выбрать два синонима или антонима. Таким образом проверяют, насколько вы готовы помогать преподавателям во время лекций.

Университет штата Монтана. Фото из личного архива
Университет штата Монтана. Фото из личного архива

А как прошел сам переезд?

Начнем с того, что я вообще не понимал, куда я лечу. Первые пару ночей я оставался в доме профессора, который меня пригласил, потом переехал в общежитие. В кампусе университета общежития разделены на три части: одна часть для бакалавров, вторая для магистров и аспирантов и третья для семейных. Поскольку я приехал в аспирантуру, то поселился во второй части ― это был точечный девятиэтажный дом, возможно, самый высокий в городе. Из него открывался шикарный вид на город, окруженный горами.

В целом все было иначе, хотя многое [в части адаптации] было относительно легко. Первое время я ездил с руководством в магазины, мне показывали, что съедобно, а что не очень. В лаборатории почти все говорили по-русски.

Как складывалось обучение в американской аспирантуре? В чем отличия от аналогичного обучения в России?

Во-первых, в Соединенных Штатах у вас есть набор занятий, которые необходимо пройти, плюс еще выбор дополнительных занятий, которые вы должны посетить. Каждый сам выбирает набор занятий, поэтому на некоторых лекциях был почти весь поток, а были такие, где мы вообще почти не пересекались. Все занятия идут по учебникам, чего в России я ни разу не видел. У нас учебников просто не было, а тут были четкие пособия, все шло по ним, вести конспекты было совершенно не обязательно, более того, при желании можно было даже прочитать то, о чем будет говориться на лекции заранее. При этом подход более практичный. Разбирались практические задачи, объяснялось как их решать, зачем это нужно.

Что касается стипендий, они зависели от факультета. Наш факультет физики в Монтане считал, что все студенты и аспиранты должны были получить стипендию. Она у нас была порядка 1500 долларов в месяц. Плюс частично покрывалась медицинская страховка. Этого минимально, но хватало на жизнь.

Группа профессора Александра Ребане в университете штата Монтана в биолаборатории партнеров-микробиологов. Фото предоставлено Николаем Макаровым
Группа профессора Александра Ребане в университете штата Монтана в биолаборатории партнеров-микробиологов. Фото предоставлено Николаем Макаровым

А чем отличалась именно научная работа?

Отличия тут самые большие ― в те времена в России в основном все происходило дома, на компьютере. Один-два раза в неделю удавалось встретиться с научным руководителем, для этого нужен был пропуск в Государственный Оптический институт, надо было явиться в определенное время, пообщаться с руководителем.

В университетах Америки все по-другому. Лаборатория располагается внутри здания, где происходит учеба, у аспиранта есть ключ от нее, туда можно прийти в любое время суток, в любое время года, мы там даже 31 декабря как-то работали. Каждая лаборатория ― это независимая группа. Там нет кафедр, а факультет ― это просто здание, в котором разные профессора занимаются примерно одной глобальной тематикой, но нет начальника, который всеми управляет. Каждая лаборатория занимается своим финансированием.

Двухфотонное поглощение лазерного излучения в растворе органических молекул. Фото из личного архива
Двухфотонное поглощение лазерного излучения в растворе органических молекул. Фото из личного архива

Чем занимались ваша лаборатория в научном смысле?

Я занимался измерением и осознанием двухфотонного поглощения в различных органических веществах. Фактически мы брали мощные лазеры и облучали растворы разных молекул и белков. Если брать не лазер, а обычный свет на такой длине волны, а использовали мы красный и ИК-диапазон, то он проходит без поглощения и ничего не происходит.

Если взять фемтосекундный лазер, направить в это вещество, сфокусировать, то в точке фокусировки происходит поглощение лазерного излучения и вещество светится. Это может быть полезно для разных вещей. В то время, в середине 2000-х, основной считалась трехмерная оптическая память ― возможность в кубическом сантиметре вещества записать терабайт информации. Почти фантастической темой считалось оптическое ограничение мощности лазеров ― эдакие очки для пилотов истребителей, которые мгновенно затемняются, если на них попадает лазерный луч, чтобы пилот не ослеп.

Также обсуждали лечение раковых опухолей, возможность точечно облучить место и убрать опухоль, не повреждая ничего остального. Дальше все больше развивались две области ― оптические трехмерные нанопроизводства, чем, в частности, сейчас занимается в Университете ИТМО Павел Белов, и трехмерная микроскопия, возможность увидеть, как меняются клетки и целые организмы даже в реальном времени.

Из Монтаны в Джорджию

Николай Макаров рассказывает президенту компании Хантеру Макдэниелу и сенатору штата Тому Удаллу об измерениях фотостабильности квантовых точек создаваемых компанией. Фото из личного архива
Николай Макаров рассказывает президенту компании Хантеру Макдэниелу и сенатору штата Тому Удаллу об измерениях фотостабильности квантовых точек создаваемых компанией. Фото из личного архива

После этого вы перебрались в Джорджию. Как это произошло?

Когда ты работаешь над PhD, перед тобой встает вопрос о том, что делать дальше, после защиты. Необходимо идти постдоком, но вопрос ― куда? Зимой в Америке проходит конференция Photonics West, в год своей защиты я приехал туда с двумя докладами. На моей секции произошло невообразимое: передо мной было три или четыре участника, каждый из которых показывал картинки из нашей статьи годичной давности и сравнивал свою работу с нашей.

Естественно, когда я сделал свои доклады, это вызвало интерес. Один профессор примерно час после моего выступления беседовал со мной. Я сказал, что выпускаюсь из аспирантуры этой весной, и он предложил мне работу в институте Georgia Tech.

Далее работа как-то отличалась от того, что вы уже делали раньше?

Я продолжал в Джорджии начатую еще в Монтане работу: усовершенствовал нашу установку, занимался разными проектами, в том числе связанными с квантовыми точками.

В Джордии я работал практически два года ― это стандартное время для постдока. Там все было совершенно не похоже на Монтану, вместо маленького города ― большой мегаполис Атланта. Вместо 15-минутной прогулки пешком до института ― полуторачасовая поездка на машине или на метро. Однако был большой плюс: рядом пять русских магазинов, низкие цены на большой выбор вкусностей. В России этого не ценишь, а после Монтаны было приятно.

Национальная лаборатория в Лос-Аламосе. Источник: en.wikipedia.org
Национальная лаборатория в Лос-Аламосе. Источник: en.wikipedia.org

Что вы делали после окончания работы в Джорджии?

Я смог попасть в национальную лабораторию в Лос-Аламосе. Вообще, исследования в США проходят в трех местах ― это университеты, частные компании и национальные лаборатории. Последние сравнимы с тем, чем были институты РАН. Это крупные заведения, имеющие большое финансирование, занимающиеся определенной тематикой. Они не ведут обучение, поэтому у сотрудников нет необходимости тратить время на обучение других. Также часто не надо писать заявки на гранты, ведь финансирование есть и так.

У одной только исследовательской группы здесь три здания, одно ― офис, и еще два ангара, где находились лаборатории.

Сотрудники живут в очень маленьком городе, который существует, потому что существует лаборатория. Это уникальное место ― самый образованный город в Штатах, здесь где-то треть населения имеет PhD степень и 60% населения имеет хоть какой-то диплом университета. Это самый богатый округ США, все налоги лаборатория платит в округ, здесь одни из лучших школ в стране, полиция имеет лучшее финансирование, зарплаты в среднем одни из самых высоких. Число миллионеров на душу населения также одно из самых высоких в Штатах, и все это благодаря лаборатории. Все это помогает городку периодически оказываться в топах лучших небольших городов страны.

А чем вы там занимались?

Я занимался изучением оптических эффектов в различных вариантах квантовых точек. Мы пытались понять и описать причины эффектов фотолюминисценции в квантовых точках CIS, пытались понять некоторые несоответствия между квантовыми точками из перовскитов и другими, более привычными квантовыми точками. Мы даже разрабатывали пленки на основе квантовых точек, чтобы они работали как синтеляторы и детектировали нейтроны. Так я провел четыре года.

Квантовые точки. Источник: shutterstock.com
Квантовые точки. Источник: shutterstock.com

Как вы перебрались в компанию?

В национальной лаборатории есть одна интересная фишка ― они считают, что постдок должен работать на одном месте два года, в некоторых случаях этот срок можно продлить до четырех лет, но дальше всё.

Почему так? Здесь считают, что человек учится в каком-то месте 4-5 лет. Потом он «покрывается мхом» и перестает учиться. Поэтому считается, чтобы продолжать воспринимать новое, надо переезжать в совершенно другое место. По завершении четырех лет я хотел остаться в этом городе, но в лаборатории это было невозможно. Тогда я обратился к своему знакомому по лаборатории.

Он тогда окончил проект по синтезу квантовых точек, разрабатывал методы, как их производить дешево и в больших объемах. У него возникла идея коммерциализировать свою работу и создать компанию. Я видел, что фирма развивается, и спросил, нет ли возможности поработать над этим. Он сказал, что ситуация сложная, но он может взять меня на пару месяцев консультантом. Моя работа устроила и позже меня взяли на постоянную позицию.

А насколько сложно физику-экспериментатору создать свой бизнес в США?

Сейчас это очень сложно, тогда, в 2014 году, это было чуть проще, а если бы он сделал это еще на несколько лет раньше, было бы еще проще. Сегодня инвестиции в основном идут в компьютерные технологии. В 2014 ― 2015 начали разоряться компании, которые занимались производством солнечных батарей ― все производство переехало в Китай. Тем не менее, мой товарищ нашел инвестиции у бизнес-ангелов, получил гранты и начал совершенствовать свою технологию.

Какова ваша роль в компании сейчас?

Фактически мы пытаемся оптимизировать продукты. Это исследовательская работа, нам нужно понимание, что происходит с материалом, что и как можно улучшить.

UbiQD. Источник: ubiqd.com
UbiQD. Источник: ubiqd.com

В Россию

Поддерживали ли вы связи с Россией в это время?

Поскольку в самом начале у меня была студенческая виза, я никуда не ездил. Когда я переехал в Джорджию, то получил рабочую визу, но из страны не выезжал. Впервые за долгий срок я оказался в России в 2014 году ― и это была совершенно другая страна.

Насколько может быть интересна коллаборация американским ученым с российскими институтами?

Когда мы работали в Монтане, мы сотрудничали со специалистами из Москвы, они создавали разные флуоресцентные белки, мы их измеряли, у нас выходили хорошие статьи. Я думаю, что интерес есть всегда, но есть определенные ограничения. Например, большинство американских грантов предполагают, что деньги должны быть потрачены на территории Америки, они не предполагают коллаборации с другими странами.

Сотрудники и инвесторы компании UbiQD на фоне Mount Hermon рядом со штаб-квартирой компании. Фото из личного архива
Сотрудники и инвесторы компании UbiQD на фоне Mount Hermon рядом со штаб-квартирой компании. Фото из личного архива

Учитывая ваш опыт, чтобы вы посоветовали сегодняшним студентам, которые хотят заниматься наукой?

Если они реально хотят заниматься наукой и чего-то добиться, надо понимать, что конкуренция очень высокая. Поэтому нужно с самого начала идти в очень известные исследовательские группы. Надо публиковаться в хороших журналах, зарабатывать себе имя. Затем желательно идти получать PhD в одном из ведущих вузов, искать позицию постдока. Следует каждый раз немного менять свою тематику, изучать что-то новое. Если человек хочет стать профессором, то от него будут требовать, чтобы он не просто повторял то, что он делал с научными руководителями. Конечно, он должен предложить что-то новое. А еще надо помнить: если Google Scholar вас не знает, то вас в науке не знает никто.

Перейти к содержанию