В Стокгольме продолжается Нобелевская неделя. Сегодня стали известны лауреаты премии в области физики — её разделили японцы Исаму Акасаки, Хироси Амано и Сюдзи Накамура. Apparat объясняет, в чём важность их открытия.
Что нужно знать о Нобелевской премии по физике?
Номинация по физике существует с момента вручения первой Нобелевской премии в 1901 году. Это одна из пяти областей, которые выбрал сам Альфред Нобель. Имена номинантов на премию по физике не объявляются публично и держатся в секрете ещё 50 лет после её вручения.
Правила требуют, чтобы значение достижения было «проверено временем» — в результате между открытием и премией проходит около 20 лет. Недостаток такого подхода очевиден. Многие учёные умирают раньше, а посмертно награда не присуждается.
Номинация по физике — одна из самых противоречивых. Например, Нобелевская премия может быть разделена максимум между тремя номинантами. В таких областях, как физика, где одно исследование дополняет другое, а открытия зависят как правило от очень многих учёных, это ограничение часто приводит к скандалам. Интересно также, что за последние 50 лет премия по физике вручалась только мужчинам — из-за этого Нобелевский комитет обвиняют в сексизме.
Кто получил премию в этом году?
Исаму Акасаки
профессор Нагойского университета Родился в 1929 году. Он — гражданин Японии, докторскую степень получил в 1964-м в Нагойском университете. Сейчас Акасаки работает в должности профессора в Университете Мейджо и является заслуженным профессором Нагойского университета.
Хироси Амано
профессор Нагойского университета Амано также гражданин Японии, родился в 1960 году, докторскую степень получил в 1989 году в том же Нагойском университете, профессором которого сейчас является.
Сюдзи Накамура
профессор Калифорнийского университета в Санта-Барбаре Нахамуро, в отличие от двух других лауреатов этого года, — гражданин Америки. Хотя родился тоже в Японии в 1954 году и докторскую степень защитил в этой стране — в Токусимском университете. Сейчас Накамура работает в Калифорнии.
В чём суть достижения?
Японские учёные получили награду за изобретение голубого оптического светодиода. Благодаря этому появилась возможность повсеместно внедрять светодиодные лампы — более энергоэффективный и безопасный для окружающей среды источник света по сравнению с лампами накаливания, распространёнными ранее.
Дело в том, что красные и зелёные светодиоды существовали давно, и не хватало только синего диапазона, чтобы получить белый свет. Он получается, если смешать красный, зелёный и голубой, — это доказал довольно давно Исаак Ньютон. Над проблемой создания голубого светодиода учёные бились в течение десятилетий. Асаки, Амано и Накамуро удалось решить задачу в начале 1990-х.
Впрочем, работы по созданию голубых светодиодов велись и ранее. Так, первым, ещё в 70-х, голубой светодиод на основе плёнок нитрида галлия удалось получить выходцу из России профессору Жаку Панкову из фирмы IBM (США). Но яркость их ламп была небольшой. Японские учёные смогли создать яркие синие светодиоды.
В России о светодиодных лампах широко заговорили в связи с иницативой Дмитрия Медведева — тогда президента России. Он внёс в Госдуму законопроект об энергосбережении, согласно которому с 2014 года лампы накаливания вообще должны были исчезнуть из продажи. Заменить их должны были как раз светодиоды. Закон приняли в 2009 году. Впрочем, как это часто происходит с инициативами Медведева, депутаты уже подумывают о том, чтобы его отменить. По их мнению, население оказалось не готово к нововведению: светодиодные лампы стоят намного дороже ламп накаливания.
Чем открытие учёных полезно?
Как отмечает Нобелевский комитет, учёные «переизобрели белый свет», чем оказали большую услугу человечеству. При одинаковых энергозатратах одна светодиодная лампочка даёт столько света, сколько 16 обычных. Учитывая, что четверть всей электроэнергии, которую потребляет человек, тратится на освещение, светодиодные лампы вносят серьёзный вклад в сохранение ресурсов. Светодиодные лампы к тому же служат намного дольше, чем аналоги: одна лампочка прослужит 100 тысяч часов, тогда как лампа накаливания — всего тысячу часов, а флюоресцентная — 10 тысяч часов.
Ещё одно преимущество светодиодных ламп — в том, что они могут работать там, где не проложены электрокабели, — например, от солнечной энергии, потому что светодиоды потребляют гораздо меньше энергии для работы. Таким образом яркий свет могут получить те, кто до сих пор не имел к нему доступа.
Алексей Кокорин
руководитель программы «Климат и энергетика» WWFЭто изобретение действительно произвело революцию в области энергетики: ощутимо меньший расход энергии, высокая яркость. Можно сказать, что светодиодная революция уже произошла, даже в России, не самой передовой стране, подобные лампы используются повсеместно. Благодаря таким лампам наше поколение очень мало платит за свет. Если раньше существенная доля всех расходов на электричество уходила на освещение квартиры, то теперь мы платим в основном за стиральную машинку, плиту, холодильник.
Светодиоды распространяются даже быстрее, чем мы предполагали, — не только в домохозяйствах, но и в промышленных масштабах. Например, они используются для освещения некоторых трасс — Ярославского шоссе. Конечно, относительно высокая цена несколько затрудняет их распространение, но технологии в этой области очень быстро развиваются и их цена постоянно падает, а световой спектр становится всё более привычным для человека. Если раньше светодиодные лампы светились иссиня-белым, то теперь есть лампы с привычным для нас жёлтым, тёплым, свечением.