Ko darīt, ja? svilpt

Mildreds Dresselhauss tika izsaukts uz Ovālo kabinetu pagājušā gada maijā, lai uz piecu minūšu ilgu klausīšanos pie prezidenta. Bet pēc tam, kad Obama apsveica viņu un kolēģi fiziķi ar Enriko Fermi balvas ieguvumu, kas tiek piešķirta par izcilu ieguldījumu enerģētikas zinātnē, viņi sāka runāt par globālo sasilšanu un fundamentālo zinātņu nozīmi. Pirms viņi to saprata, bija paskrējusi pusstunda. Viņš ļāva visam savam grafikam iet uz potenciālu, viņa saka. Septembrī viņa devās uz Oslo, lai pusdienotu kopā ar Norvēģijas karali Haraldu un saņemtu Kavli balvu nanozinātnēs 1 miljona dolāru vērtībā.

Jautāta, kāds darbs viņai patika visvairāk, Dresselhausa saka: Lieta, pie kuras es šobrīd strādāju. Un tas turpina mainīties.

Visas šīs balvas, ko esmu ieguvis pēdējā laikā... tas lika man domāt: 'Ak, es turpināšu vēl dažus gadus,' saka Dresselhauss, 82, kurš 2012. gadā bija 39 darbu autors vai līdzautors. Esmu aizgājis pensijā ilgs laiks. Tagad esmu oficiāli pensijā. Bet patiesībā es neesmu pensijā. Faktiski septiņas dienas nedēļā Institūta fizikas un elektrotehnikas emerita profesore atrodas savā 13. korpusa birojā līdz pulksten 6:30; vēl nesen viņa un viņas vīrs, pensionēts fizikas profesors Džīns Dresselhauss, ieradās katru rītu pulksten 5:30. Viņai patīk sekot līdzi vairāk nekā 100 ikdienas e-pastiem no kolēģiem un bijušajiem studentiem — uzaicinājumiem uz pasākumiem, jaunumiem par karjeru un personīgo dzīvi un lūgumiem sniegt ieguldījumu viņu pētījumos. Kolēģi viņu uzskata par labāko cilvēku, ja viņi ir izdarījuši interesantu atklājumu, bet nav pārliecināti, ko ar to darīt.

Viņa attīra savu sarakstes apjomu, kā tas ir raksturīgs MIT profesoram. Bet Millijai nav daudz raksturīgu, jo gandrīz visi viņu sauc.

Nanozinātnes pionieris Dresselhaus bija viens no pirmajiem zinātniekiem, kas iedomājās, ka ir iespējams izgatavot oglekļa nanocaurules, kas ir ārkārtīgi spēcīgas un vada siltumu un elektrību labāk nekā parasti ogleklis. Viņa bija pirmā, kas izmantoja termoelektrisko efektu nanomērogā, lai efektīvi novāktu enerģiju no temperatūras atšķirībām materiālos, kas vada elektrību. Millijas ieguldījums ir milzīgs, saka Džeimss Tūrs, vadošais nanotehnoloģiju pētnieks un Raisa universitātes profesors. Viņa ir atbildīga par lielu daļu no tā, ko mēs zinām par oglekļa materiālu, tostarp grafīta, grafēna un oglekļa nanocauruļu, definēšanas un raksturošanas metodēm.

Pa ceļam Dresselhauss bija arī ASV Enerģētikas departamenta Zinātnes biroja direktors, Nacionālās Zinātņu akadēmijas kasieris un Amerikas Zinātņu attīstības asociācijas un Amerikas Fizikas biedrības prezidents. dažas no viņas ārpusskolas tikšanās reizēm. Nacionālās zinātnes medaļas ieguvēja un 28 goda doktora grāda ieguvēja, viņa palīdzēja veidot mūsdienu fiziku pat tad, kad viņa vadīja vairāk nekā 60 doktorantūras studentus, izmantojot MIT, un audzināja četrus bērnus laikmetā, kad mātēm bieži bija jāpaliek mājās.

Nelaimes priekšrocības
Kad Dresselhaus sāka savu darbību, sievietes bieži tika aktīvi atturētas no zinātniskās karjeras. Viņa saka, ka Endrjū Lousons, viņas padomnieks doktora grāda iegūšanai Čikāgas Universitātē, uzskatīja, ka sievietēm nav vietas zinātnē un pat divas nedēļas pirms disertācijas iesniegšanas nezināja, ar ko viņa strādā. Bet viņai nebija svešas grūtības, jo depresijas laikā viņa uzauga nabadzīgā Bronksas apkaimē. Dresselhaus izcēlās ar mūziku un akadēmiķiem; sešos viņa pati brauca ar metro uz vijoles nodarbībām. Hantera koledžā fizikas profesore (un topošā Nobela prēmijas laureāte) Rozalīna Jalova atzina un iedrošināja viņas dāvanu zinātnei.

Apmeklējusi Kembridžas universitāti ar Fulbraitu un ieguvusi maģistra grādu Radklifā, Dresselhausa 1953. gadā devās uz Čikāgas Universitāti. Tur, būdama pirmā kursa doktorantūras studente, viņa bieži atradās ejot uz universitātes pilsētiņu kopā ar izcilo fiziķi Enriko Fermi 1953. pēdējo dzīves gadu. (Mēs runājām par ko viņš gribēju par to runāt, viņa saka. Es biju ļoti kautrīgs jaunietis un neiedomājos ieteikt šo tēmu Enriko Fermi.) Šis sarunu gads palīdzēja Dresselhausam kļūt par zinātnieku. Viņš vienmēr bija gatavs cīnīties ar nezināmo, viņa atceras. Viņš vienmēr uzdeva jautājumus par 'Kas būtu, ja tas un tas un tas būtu patiesība?' Ko darīt, ja mēs to varētu izdarīt — vai tas būtu interesanti, un ko mēs varētu mācīties?

Viņas padomdevēja pameta Dresselhausa meklēja citus studentus un mācībspēkus, lai atbildētu uz šādiem jautājumiem, izstrādājot savu disertāciju par magnētismu un supravadītspēju, atkārtoti izmantojot izglābto aprīkojumu eksperimentu veikšanai. Es savu diplomdarbu veidoju ļoti patstāvīgi, tāpēc, kad pabeidzu, es biju sava veida neatkarīgāka būtne nekā vidēji, viņa saka. Es uzskatu, ka likstas var dot labumu.

Oglekļa vilinājums
Dresselhauss 1958. gadā apprecējās ar Džīnu, Čikāgas universitātes fiziķi, un devās kopā ar viņu uz Kornelu, kur viņš mācījās fakultātē, bet viņa bija pēcdoktore. Viņu meita Marianna ’81 tur piedzima 1959. gadā. Tolaik tikai divas vietas valstī varēja pieņemt darbā precētu zinātnieku pāri — IBM un MIT. Tāpēc 1960. gadā viņi abi devās strādāt uz Linkolnas laboratorijas cietvielu nodaļu, kas pētīja cietvielu fiziku un iespējamos cietvielu lietojumus militāriem nolūkiem. Nodaļas direktors Bens Lakss, PhD '49, domāja, ka nesenā supravadītspējas teorija neatstāj nekādus turpmākus noslēpumus, kas jāatrisina, tāpēc viņš lūdza Dresselhausu izpētīt kaut ko citu.

Oglekļa karaliene, kā viņa ir pazīstama, izveido eksperimentu un lasa lekciju (zemāk).

Būdams spiests pārslēgt pārnesumus, Dresselhaus nolēma koncentrēties uz oglekli un jo īpaši uz grafīta elektronisko struktūru, mīksto, elektrību vadošo oglekļa formu, kas pilda zīmuļus. Viņas mērķis: izpētīt, kā tā darbojas pašā fundamentālajā līmenī.

Viņa kļuva par vienu no pirmajām zinātniecēm, kas izmantoja lāzerus, lai novērotu, kā elektroni uzvedas augstos magnētiskajos laukos. Šāds darbs tika uzskatīts par sarežģītu, un grafīta elektroniskā struktūra tika uzskatīta par ļoti sarežģītu. Tātad viņai būtībā bija lauks sev. Pasaulē bija trīs dokumenti gadā, un es domāju, ka tie gandrīz visi bija manējie, viņa atceras. Līdz 1964. gadam viņai bija četri bērni, kas jaunāki par sešiem gadiem, tāpēc konkurences spiediena trūkums izrādījās noderīgs, jo viņa žonglēja ar pētniecības un mātes prasībām.

1967. gadā Dresselhausu uzaicināja uz gadu strādāt par viesprofesoru MIT. Filantrope Ebija Rokfellere Mauzē bija izveidojusi fondu, lai atbalstītu sievieti profesori priekšmetā, kurā sievietes bija nepietiekami pārstāvētas; sievietes fiziskajās zinātnēs bija ārkārtīgi reti sastopamas, tāpēc Dresselhausa bija šaušana. Viņa drīz vien tika pieņemta darbā uz pilnu slodzi, viņa stāsta, jo neviens cits nebija gatavs mācīt fiziku inženierzinātņu studentiem. Viņa bija, lai gan Kornela vecākais mācībspēks viņai bija teicis, ka sievietes nevar mācīt inženierus. Dresselhaus izstrādāja kursu, kas koncentrējās uz praktisko, reālās pasaules inženiertehnisko problēmu fiziku. Kursi, ko viņa uzsāka — 6.732 (Cieto vielu fizika) mūsdienu versija un kas pārvērtās par 6730 (Fizika cietvielu lietojumprogrammām) joprojām tiek mācīta šodien, un tie joprojām lielā mērā balstās uz viņas oriģinālajām piezīmēm.

Viņa arī turpināja oglekļa izpēti, un 1970. gados viņa dziļāk aplūkoja grafītu. Tas ir slāņveida materiāls, kura plaknes ir ļoti vāji savienotas, un Dresselhaus vēlējās uzzināt vairāk par šo atsevišķo slāņu īpašībām. Viņa un viņas skolēni būtībā sadalīja slāņus, ievietojot starp tiem dažādas molekulas, un pēc tam izmērīja tādas lietas kā to elektriskās un magnētiskās īpašības. Šis darbs izrādījās tik auglīgs, ka Dresselhaus laboratorija piesaistīja studentus no piecām dažādām nodaļām ilgi pirms starpdisciplinārais pētījums kļuva populārs. Tā rezultātā astoņdesmitajos gados tika izstrādāti aptuveni divi desmiti tēžu, un tas palīdzēja likt pamatu pētījumiem, kas mūsdienās notiek par grafēnu — viena atoma biezām grafīta loksnēm, kas varētu kalpot kā spēcīgs un ļoti efektīvs vadošs materiāls.

Viņas agrīnais darbs pie grafīta ietvēra lielāko daļu no tā, kas tagad ir atkārtoti atklāts grafēna gadījumā, saka Phaedon Avouris, IBM līdzstrādnieks un nanometru mēroga zinātnes un tehnoloģiju vadītājs Thomas J. Watson Research Center Yorktown Heights, Ņujorkā.

No kuģa izkrīt dibens
Gandrīz visiem darbiem, kas izraisīja Dresselhausas laboratorijas dūkoņu, bija jāizmanto MIT augsta magnētiskā lauka laboratorija, ko finansēja Nacionālais zinātnes fonds. Bet 1990. gadā NSF novirzīja savu finansējumu uz Floridas štata universitāti, un Dresselhaus nebija ieinteresēts doties uz dienvidiem.

Viņa saka, ka, lai gan viņa neatbalsta meklēt likstas, ir ļoti svarīgi iemācīties darboties, kad no kuģa, kurā atrodaties, izkrīt dibens un jums ir jāpāriet uz citu. Ir ļoti vērtīgi pārdomāt, kas jūs esat un ko vēlaties darīt. Ik pēc 20 gadiem, iespējams, tas ir labākais, kas var notikt. Kad tas notika ar Dresselhaus 1990. gadā, viņa atteicās no savām iepriekšējām sarunām ar Fermi, lai izdomātu, ko darīt tālāk. Viņa saka, ka jūs nedaudz paturat to, ko zināt kā savu drošības pozīciju. Bet tad jūs pieliekat 90 procentus no savas pūles, lai uzsāktu jaunu lietu, ko nezināt.

Viņa daudz zināja par oglekli. Bet, turpinot jautāt, kā būtu, ja būtu jautājumi par to, viņa devās neatklātos virzienos. 1990. gadā Aizsardzības departamenta seminārā par oglekļa materiālu izpēti viņa un Rīsa fiziķis Ričards Smolijs apsprieda, kā 10 oglekļa atomu gredzena pievienošana bakibumbai (futbola bumbiņas formas C60 molekulai) pārvērš to par C70, iegarenu. bumba. Tas noveda pie idejas tālāk izstiept šādas bumbiņas tā, lai tās veidotu tā sauktās vienas sienas oglekļa nanocaurules, sarullētos cilindros ar viena atoma biezumu. 1992. gadā Dresselhausa kopā ar savu vīru un kolēģiem Riichiro Saito un Mitsutaka Fujita uzrakstīja dokumentu, kurā apgalvoja, ka būtu iespējams izgatavot pusvadītāju vai metāliskas oglekļa nanocaurules, kurām būtu ļoti dažādas īpašības, vienkārši nedaudz mainot to ģeometriju. Šī ideja bija pārsteidzoša, bet galu galā pareiza. Līdz 1994. gadam viņa savā laboratorijā pētīja nanocauruļu īpašības. Tas bija liels solis uz priekšu, viņa saka. Nanocaurules bija sava veida pirmā patiešām nano lieta.

1992. gadā Dresselhaus uzsāka vēl vienu pētījumu, kad ASV flote lūdza palīdzību, lai noskaidrotu, kā klusi un nemanāmi — bez sadegšanas, izplūdes gāzēm vai burbuļiem — radīt enerģiju, lai zemūdenes virzītu slepenā režīmā. Šis pieprasījums lika viņai domāt par termoelektrisko efektu, parādību, kas dažos materiālos pārvērš temperatūras atšķirības spriegumā. Šīs enerģijas iegūšana vienmēr ir bijusi sarežģīta, jo tai ir nepieciešama zema siltumvadītspēja (lai saglabātu temperatūras starpību) un augsta elektrovadītspēja (lai temperatūras starpības radītais spriegums varētu plūst). Bet, palielinot elektrovadītspēju, parasti palielinās siltumvadītspēja, savukārt, samazinot siltumvadītspēju, samazinās arī elektrovadītspēja. Izstrādājot vadošo materiālu nanomērogā, viņa atrada veidu, kā daudz neatkarīgāk kontrolēt siltuma un elektrisko vadītspēju, radot jaunu nanotermoelektrības lauku. Termoelektriskās ierīces var izmantot temperatūras gradientu (iespējams, ko izraisa siltuma pārpalikums vai saules gaisma), lai ražotu elektroenerģiju, vai izmantot elektrību sildīšanai vai dzesēšanai bez kustīgām daļām. Tāpēc šādu ierīču potenciālā nozīme ir milzīga. Šodien Dresselhaus sadarbojas ar Gang Chen, kurš vada MIT Solid-Stete Solar-Thermal Energy Conversion Center, veicot pētījumus, lai uzlabotu termoelektrisko materiālu efektivitāti.

Lai gan studentiem tas šķita nedaudz traumējoši, kad viņai bija jāmaina pētniecība, abi jaunie virzieni atmaksājās. Visauglīgākais ir pārmaiņas, viņa saka.

Dažas dienas tas nav tik viegli
Dresselhausa ar minimālu satraukumu tika galā ar traumu, ko radīja sava pētījuma virziena maiņa. Taču visas savas karjeras laikā viņai bija jātiek galā arī ar izaicinājumu vienkārši būt sievietei jomā, kurā dominē vīrieši. Kad viņa ieradās Linkolnas laboratorijā, Dresselhausas meita bija mazulis; Trīs bērnu piedzimšana nākamo piecu gadu laikā viņu neiepriecināja viņas priekšnieks, kurš, pēc viņas teiktā, uzskatīja, ka četri bērni ir pārāk daudz. Savu trīs dēlu piedzimšanai Dresselhausa kopumā izmantoja piecas dienas ilgu grūtniecības un dzemdību atvaļinājumu. (Viņa atceras, ka viens dzimis garajā nedēļas nogalē; cits ieradās sniega dienā.) Bruņojusies ar biezu spilvenu braukšanai, viņa atgriezās darbā.

Kad viņa 1967. gadā sāka mācīt MIT, tikai 4 procenti MIT studentu bija sievietes (pašlaik ir 45 procenti), un sieviešu mācībspēku procentuālais īpatsvars bija vēl mazāks. Kad jums ir tik daudz mazāk un jūs vienkārši neredzat citas sievietes profesores, jūs paši domājat, vai jums ir iespēja, vai jūs tur piederat, viņa saka. Dažas dienas nav tik viegli turpināt. Dažas dienas jūs varētu būt diezgan mazdūšīgs par to.

Mūsdienās Dresselhaus joprojām gandrīz katru dienu atrod laiku spēlēt vijoli vai altu un nav ieinteresēts doties pensijā. Viņa saka, ka viņas darbs viņu aizved uz tik daudzām interesantām vietām, ka man šķiet, ka katru mēnesi man ir atvaļinājums.

Bet viņas vīrs mudināja viņu pastāvēt. Viņai bija arī uzticama aukle. (Viņa saka, ka es biju viņas biļete uz koledžas izglītību saviem bērniem, viņa saka. Mums bija laba sadarbība.) Viņas neatlaidība ne tikai noveda pie ievērojamiem pētījumiem, bet arī palīdzēja mainīt attieksmi pret sievietēm zinātnē. Patiesībā viņa saka, ka viņas doktora grāda padomnieks galu galā atvainojās par viņu ignorēšanu un uzaicināja viņu nolasīt izcilu lekciju viņa universitātē. Cilvēki mainās, viņa saka. Un tāpēc mums ir svarīgi turpināt, jo mums ir laba ietekme. Viņu mainīt nebija tik grūti.

MIT Dresselhaus izmantoja daļu no stipendijas, kas tika saņemta kopā ar viņas Abby Rockefeller Mauzé katedru, lai finansētu pasākumus sieviešu atbalstam. Apmēram 45 gadus viņa gandrīz katru dienu tikās ar nelielām sieviešu grupām, lai apspriestu problemātiskās situācijas, ar kurām viņi saskārās MIT. Kad viņa strādāja Enerģētikas departamenta Zinātnes birojā prezidenta Klintona vadībā, viņa katru nedēļas nogali lidoja mājās, lai tiktos ar saviem doktorantiem. Šodien viņa joprojām regulāri organizē seminārus, lai stiprinātu studentu prezentācijas prasmes un pārliecību.

Stāsti par to, kā viņa palīdzēja studentiem, ir ļoti daudz. Kad VI galvenā kursa Mārsija Bleka '95, MNG '05, PhD '03, doktorante cīnījās ar Dresselhausas uzlabotās cietvielu fizikas nodarbību, Dresselhausa paziņoja, ka viņa noturēs fakultatīvu deklamāciju pirms stundas pulksten 8 (tas ir kā viduspunkts nakts MIT studentam, saka Bleks, kuram ir aizdomas, ka Dresselhausa zināja, ka viņa būs vienīgā, kas tajā stundā ieradīsies.) Tāpat arī tad, kad Sandra Brauna, 2000. gada doktora grāds, savā doktorantūras darba pirmajās dienās satraucās. un domāja pamest MIT, viena tikšanās ar Dresselhaus pārliecināja viņu palikt. Millija mainīja manu dzīvi, viņa saka.

Lai gan Dresselhausa kā vienmēr rūpējas, lai kopā ar ģimeni regulāri spēlētu kamermūziku, viņai nav ne mazākā kārdinājuma doties pensijā — pasēdēt pludmalē un atpūsties. Man tas īsti neveicas, viņa atzīst. Tas ir jocīgi, es uzskatu, ka tas attiecas uz lielāko daļu MIT profesoru: mēs tik ļoti izbaudām savu darbu, ka nākšana darbā nav upuris, tas ir kaut kas, ko mums ļoti patīk darīt. Ja mums tā nebūtu, mēs nebūtu pārāk laimīgi.

paslēpties