Power couple

Power couple

Супруги Айнур и Куаныш Жусупбековы вместе учатся на PhD в Тринити Колледж Дублине в сфере физики. В статье они делятся своими размышлениями каково это бок о бок заниматься исследованиями и быть настоящими партнерами не только в семье, но и в науке.

Образование и начало профессионального пути

Куаныш: Я родом из пригорода Кокшетау. В школе мне очень нравилась физика. Я находил интересным наблюдать и изучать закономерности процессов, происходящих в природе. Но больше мне нравилось конструировать, собирать, строить различные объекты. Возможно, эти увлечения и повлияли на мой выбор. Окончив школу в 2007 году, набрав необходимое количество баллов по итогам ЕНТ, я поступил на грант в Евразийский Национальный Университет имени Л.Н. Гумилева (ЕНУ) на специальность «Физика». Затем я продолжил обучение в магистратуре и по ее окончании работал в ЕНУ преподавателем на протяжении 3 лет читая лекции, проводя семинарские и лабораторные занятия и параллельно занимаясь исследованиями в области теоретической физики.

Айнур: Я родилась и выросла на Востоке нашей страны в прекрасном городе Усть-Каменогорске, где я окончила школу. Так уж получилось, что совершенно незапланированно я прошла отбор в 1 класс, преподавание в котором велось по методике Развивающего обучения Эльконина-Давыдова. Тогда, в возрасте 7 лет это конечно же ни о чем мне не говорило, мне было просто нравились занятия. Зато позже проработав несколько лет в образовании, я смогла глубже понять уникальность этой методики преподавания и провести параллели между решением логических задачек, выполнением творческих, исследовательских заданий и формированием критического мышления, так необходимого для занятия наукой. Выбрав физику для сдачи ЕНТ и набрав отличный балл, поступила в ЕНУ. В 2012 году получила диплом с отличием по специальности «Техническая физика» и решила остаться там же на магистратуре. До начала PhD я приобрела интересный опыт работы в системе образования в рамках «Центра Образовательных Программ» филиала АОО «НИШ», занимаясь разработкой учебных программ и планов по физике, мониторингом их внедрения, анализом эффективности и проведением тренингов для учителей. Этот опыт мне пригодился, так как во время докторантуры мне представилась возможность преподавать Физику в интерактивной форме для подростков в рамках Trinity Walton Club, образовательного центра, названного в честь Нобелевского лауреата Ирландского физика Эрнеста Уолтона.

Физика нас связала

Куаныш: Физика нас связала. Мы оба учились на физико-техническом факультете ЕНУ, познакомились через общих друзей физиков. Один из наших ирландских коллег Крис шутит, что раз мы оба делаем PhD, да и еще во время пандемии и до сих пор не поубивали друг друга, то нам суждено быть вместе.

Айнур: Мы познакомились во время учебы в ЕНУ, Куаныш учился на год старше. Начали встречаться в 2011 году и спустя 2 года когда Куаныш сделал мне предложение выйти замуж, я конечно сказала «Да», но с одним условием – делать PhD. Это всегда была большая мечта для нас обоих.



Наука — это наиболее близкое к магии занятие в реальном мире

Куаныш:Сложно выделить какие то определенные факторы которые повлияли на мой выбор в пользу науки. Наверное, все что ты делаешь в своей жизни и все решения, которые принимаешь влияют на твой конечный выбор профессии. Физика – наука о природе, понимать физику – понимать как устроен мир. Мне было интересно разобраться по каким законам живет макро- и микромир.

Айнур: Я люблю читать так как чтение позволяет мне привести мысли в порядок, полностью отрешиться от суеты и погрузиться в книжный мир. Больше всего мне нравится читать фэнтези, в особенности культовые «Властелин Колец» и «Гарри Поттер». Атмосфера волшебных миров, где возможно все вдохновляет меня. Отчасти поэтому я и занимаюсь наукой, ведь наука — это наиболее близкое к магии занятие в реальном мире.

Темы наших тезисов

Куаныш: Тема моей диссертационной работы – Scanning Tunnelling Microscopy and Spectroscopy of Layered Materials. Некоторые части моего исследования опубликованы и доступны к прочтению (Google scholar). Мое исследование посвящено изучению фундаментальных свойств двумерных материалов. Двумерные материалы — это класс материалов, исследование которых началось достаточно недавно и очень активно развивается. Основное их преимущество — это возможность получать ультратонкие слои данного материала, толщиной в 1 атом, которые обладали бы интересными физическими свойствами. Поскольку эти материалы новые, они находятся на стадии синтеза и фундаментальных исследований, однако им уже пророчится большое будущее с акцентом на применение в получении водородного топлива из воды, спин-электронике и даже в квантовых компьютерах. 

Реализация этих исследований возможна только на специальном оборудовании, позволяющем работать на наномасштабе. Один из основных инструментов в моем исследовании это Сканирующий туннельный микроскоп, работающий на принципе квантового туннелирования. Его уникальность заключается в том, что он позволяет работать на наноуровне, рассматривать мельчайшие частицы различных веществ — — молекулы и атомы с невероятной точностью. Структура материала определяет его свойства. От того, как расположены атомы в материале, будут зависеть такие физические свойства как способность проводить электрический ток, тепло, подвергаться деформациям и прочее. То есть я могу взять новый материал, о структуре которого почти ничего неизвестно и получить изображение, на котором будет виден каждый атом этого материала, что положит основу понимания его свойств и применения.

Айнур: Свои исследования я веду в области Materials science, работаю над материалами для прозрачной и гибкой электроники. Если объяснять, не используя специфическую терминологию, то давайте представим, что у нас в руках есть два предмета - металлическая ложка и стеклянный стакан. Мы знаем, что ложка, будучи металлической отлично проводят электрический ток, однако абсолютно непрозрачна и мы не можем видеть сквозь нее. Стакан же наоборот, легко пропускает свет, не никоим образом не проводит электричество. Класс материалов, над которыми я работаю называется Прозрачные проводящие оксиды, он уникален тем, что сочетает в себе взаимоисключающие понятия электрической проводимости и прозрачности. Мое исследование направлено на синтез и последующий анализ влияния элементного состава на электрические и оптические свойства материалов для гибкой и прозрачной оптоэлектроники. Данные материалы находят свое применение в панельных дисплеях, сенсорных экранах, органических светодиодах, низкоэмиссионных окнах, фотоэлектрических элементах. Особое внимание я уделяю выбору нетоксичных элементов и прекурсоров, используемых при синтезе и финансовой доступности метода. Некоторые части моего исследования опубликованы и доступны к прочтению (Google scholar).

Трудности PhD

Куаныш: Я никого не удивлю сказав, что делать PhD сложно, в какие-то моменты даже страшно что ты с чем-то не справишься, чего-то не сможешь. Такое ощущаешь особенно остро в начале. И это не про поступление по программе «Болашак», прохождение отбора и изучение английского, а именно про работу в лаборатории. Я в прошлом теоретик, то есть моим главным орудием были бумага и ручка, а приехав на ознакомительный визит в Trinity College Dublin был просто в шоке от обилия «железа», огромных стальных камер для синтеза материалов или анализа их свойств. Я помню, как в первый день после тура по лаборатории, мы с Айнур сидели вечером и размышляли нужно ли нам вообще с этим связываться и начинать PhD, ведь это так сложно.

Мы действительно очень серьезно относимся к исследованиям, и вообще науке. Мы стараемся выстраивать свою жизнь и оптимизировать различные ее сферы (питание, физические нагрузки и т.д.) таким образом, чтобы быть продуктивными в работе. Возможно, кому-то это покажется чрезмерными фанатизмом, поскольку мы обсуждаем текущие исследования и научные идеи для будущих исследований каждый день и при каждой удобной возможности. Иногда мы тут встречаемся с ребятами из Казахстана, которые работают в других сферах, чтобы пообщаться и убедиться, что мы окончательно не сошли с ума, все время разговаривая только о науке. Они как бы наши «reference samples», контрольные эталонные образцы.

Каждый из нас ведет свой проект, мы работаем над разными классами материалов и используем разные техники. Айнур использует несколько спектроскопических техник, поскольку это ее специализированная экспертиза, я же этими техниками не владею, и мне потребуется несколько лет чтобы в полной мере освоить их. То же самое применимо ко мне, ведь я специализируюсь в микроскопии, на эффективное освоение которой уходят годы. Таким образом, наши навыки дополняют друг друга и значительно расширяют спектр исследований, которые мы как команда можем проводить. Сейчас, когда каждый из нас набрался опыта в своей сфере, работая над своим PhD проектом и определенном оборудовании, мы можем коллаборировать, генерировать идеи совместных проектов, предлагать какие еще измерения можно сделать и как улучшить процесс.

Когда люди узнают, что мы делаем PhD в одном университете, они думают, что мы все время проводим вместе. На самом деле у нас, бывало такое, что мы не виделись по несколько недель, потому что находились на обучении или конференции в разных странах. Конечно, сейчас с пандемией ситуация изменилась и во время карантина мы организовали в квартире два рабочих стола, купив один и переоборудовав обеденный стол. В общем, почти все горизонтальные поверхности в квартире превратились в рабочее пространство.

Айнур: Раньше, когда я представляла учебу на PhD, я думала, что будет тяжело только интеллектуально, понимать какие-то вещи, читать литературу, разбираться и т.д. Но на самом деле этот путь еще и морально сложен, а случае экспериментальной физики еще и физически тяжел. Тебе нужно манипулировать сложным стальным оборудованием, периодически делать отжиг камер при высоких температурах для достижения сверхвысокого вакуума от которого зависит точность твоих измерений, и это может быть ужасно тяжело чисто физически.

На самом деле это очень круто, когда вы оба занимаетесь наукой, вы понимаете эмоциональный стресс друг друга из-за провалившегося эксперимента или можете помочь друг другу с починкой оборудования. Осознание ценности исследовательской работы каждого из нас и правильная расстановка приоритетов помогают строить карьеру нам обоим. Несмотря на то, что мы работаем в одном исследовательском институте, наши лаборатории расположены на разных этажах и мы довольно редко видимся в течение дня, зато нам всегда интересно обсудить то, что происходит во время обеда или ужина. Хотя конечно иногда нет времени готовить еду, и приходится покупать полуфабрикат или кушать где-нибудь. Опять же, PhD это ненормированный рабочий день, наши друзья иногда даже шутят на этот счет говоря «вам наверное даже ругаться некогда». Многие коллеги в Дублине сильно удивляются что мы супруги и оба делаем PhD, для ирландцев это тоже нетипичная ситуация.

Одна смешная история произошла, когда на втором году докторантуры мы писали Transfer report, мини-диссертацию, на основании которой принималось решение о том, можешь ли ты продолжить свою работу и сделать исследование достойное получение степени доктора PhD. Мы тогда работали в офисе допоздна, где то к 10 часам вечера я поняла, что устала и на сегодня работу стоит закончить. В это время Куаныш был занят написанием главы и хотел поработать еще пару часиков. В общем, мы решили, что я пойду домой, а он еще поработает и придет к 12 часам. Не дождавшись его дома к часу ночи, я начала беспокоиться, ведь в здании много опасностей в виде различного высоковольтного оборудования и газов, утечка которых может вытеснить кислород из воздуха, что чревато асфиксией и оставаться одному в случае чрезвычайной ситуации просто небезопасно. Не дождавшись ответа на телефонный звонок и мэйл, я очень беспокоилась и в итоге в 2 часа ночи, когда я и два сотрудника охраны университета зашли в офис, Куаныш был чрезвычайно удивлен, увидев нас и не сразу понял, что происходит. Дело в том, что он просто настолько сфокусировался на работе, что потерял счет времени, а телефон был на беззвучном режиме. Думаю, именно такая способность концентрироваться и отключаться от внешней среды помогает ему преуспевать в научных изысканиях.



Новому миру нужны новые материалы

Куаныш: На самом деле, мне очень нравится заниматься наукой, это непрекращающийся процесс поиска и открытий. Новому миру нужны новые материалы, поэтому в идеале, мне хотелось бы продолжить исследования, расширяя спектр изучаемых материалов для различных применений. Было бы здорово иметь возможность делиться своим опытом, брать студентов на менторство и преподавать. Сейчас, на финальных стадиях PhD в Trinity College Dublin, у менять есть возможность обучать недавно присоединившихся к нашей исследовательской группе PhD студентов работе на оборудовании, проводить с ними совещания для обсуждения их прогресса и планирования экспериментов. Мне бы хотелось сохранить искру к познанию, работать с энтузиазмом и вдохновлять других. Одна особенность в европейской научной культуре, которая мне очень импонирует – это возможность обсуждать идеи с экспертами в твоей области, профессорами на равных, без ощущения авторитарного давления, и не только на официальных совещаниях, но и за чашкой чая или за обедом. Думаю, это как раз то, что помогает двигать науку – обилие мнений, идей и возможность их обсуждения. Хотелось бы развивать эту культуру в Казахстане

Самое прекрасное в науке это то, что, занимаясь исследованиями можно не только наращивать потенциал Казахстана, обучая студентов, но и получать и публиковать результаты, которые будут полезны исследователям и в других странах, внося вклад в развитие мировой науки.

Айнур: Тема моей диссертационной работы «X-ray Photoelectron Spectroscopy of Novel Ternary Materials» и поэтому я активно использую экспериментальные техники, основанные на рентгеновском излучении, одном из видов электромагнитного излучения. В будущем мне бы хотелось иметь возможность заниматься исследованиями не только в лаборатории, но и на синхротронах, огромных исследовательских комплексах, построенных для получения синхротронного излучения, которое предоставляет возможность получать уникальную информацию о структуре и свойствах материалов, недоступную в обычных лабораторных условиях. Строительство и содержание такого исследовательского комплекса под силу не многим странам, в Ирландии, например, как и в Казахстане, нет собственного синхротрона. Однако радует то, что на синхротроны во многих странах можно подать заявку с детальным описанием предлагаемых измерений и ожидаемого результата, и если международная комиссия экспертов сочтет предлагаемые исследования интересными, то получить грант на бесплатное проведение своих измерений. Это требует серьезной работы, заявки принимаются только 1 или 2 раза в год, но я уже сейчас стараюсь подавать заявки на такие гранты. Моя первая заявка на синхротрон BESSY II в Берлине была успешной и мне была предоставлена возможность собрать команду из 4 человек (измерения там ведутся круглосуточно, поэтому нужны две смены экспериментаторов), выделено финансирование на проезд, проживание и дорогостоящие измерения, которые мы должны были проводить в апреле 2020. Однако, пандемия внесла свои коррективы и к, сожалению, все эксперименты были отменены. Я не собираюсь на этом останавливаться и буду заниматься подготовкой новых заявок. Мне бы хотелось, чтобы не только я, но и другие ученые из Казахстана имели возможность проводить такие уникальные измерения, и я буду стараться способствовать этому.

P. S. Когда поступило предложение об этой статье под заголовком Power couple мы долго смеялись, потому что первая ассоциация которая у нас возникла со словом Power это формула мощности в физике [Мощность=Ток*Напряжение] и мы решали кто из нас Ток, а кто Напряжение. Такая вот профессиональная деформация. .

Чтобы комментировать, зарегистрируйтесь или авторизуйтесь