Михаил Петров с детства был окружен наукой. Почти все в семье ― физики по образованию. Поэтому долго выбирать карьеру ему, можно сказать, не пришлось. Отучившись в одной из лучших школ Петербурга ― Президентском ФМЛ №239, окончив физтех СПбПУ и поучившись в Финляндии, Михаил перешел на работу в ИТМО, где стал не только развивать собственные исследования, но и постепенно строить команду из молодых ученых ― студентов и аспирантов. Сейчас его коллектив ведет несколько проектов ― в том числе разрабатывает квантовую память, а также развивает направление оптической левитации и оптического пинцета. Как фундаментальные исследования помогают приближать технологии будущего и что делать, чтобы эффективно управлять командой физиков-теоретиков, Михаил Петров рассказал ITMO.NEWS.

Профиль:

Над чем работает: занимается теоретическими основами прикладной физики и руководит проектом «Квантовая нанофотоника и оптомеханика» на Новом физтехе ИТМО
Команда: до 25 человек
Проекты: «Квантовая нанофотоника и оптомеханика». Проект посвящен разработке квантовой памяти ― средства хранения информации при квантовых вычислениях. Также команда Михаила Петрова занимается разработкой новых подходов управления наноструктурами и созданием конверторов ― прозрачных квадратных карточек, которые ставятся поперек инфракрасного лазерного пучка и делают его видимым. С помощью конверторов ученые могут скорректировать излучение, например на производстве, без использования дополнительного оборудования — прибора ночного видения или специальной камеры.

В основном мы занимаемся теоретическими основами прикладной физики и помогаем сокращать время появления новых технологий. Один из проектов, по которому уже есть результаты, — создание компактных эффективных конверторов для инфракрасного лазера. Такие конверторы позволяют, в частности, визуализировать инфракрасное излучение переводя его в видимый диапазон. Ранее команда Нового физтеха ИТМО вместе с коллегами из Алферовского университета и Швейцарской высшей технической школы Цюриха разработала гибкую прозрачную мембрану. Она не только делает инфракрасный луч видимым для человека, но и меняет его на любой цвет радуги. Это полезное изобретение, его можно использовать в оптических лабораториях и на производстве для проверки лазерной установки.

Мы в первую очередь занимаемся фундаментальными вопросами подобных систем, работающих на принципе генерации высших оптических гармоник. Сейчас мы стремимся к тому, чтобы сделать для компактных лазерных установок мембраны толщиной не более одного микрона, то есть в том же масштабе, что и длина волны лазера. Но трудность в том, что существующие теоретические подходы не предназначены для проектирования систем такого размера. Поэтому нам приходится заново изобретать нелинейную оптику на субволновом масштабе. Зато, если у нас получится, мы сможем создать лазерную установку с мембраной на чипе, которую можно использовать для локальных неинвазивных медицинских операций или телекоммуникационных систем, чтобы передавать и усиливать сигналы связи. В перспективе это может также создать задел для разработки элементов фотонного компьютера.

Второе направление — изучение квантово-оптических систем. Ученые со всего мира небезосновательно полагают, что именно за такими системами будущее квантовых вычислений и симуляций. Существует огромное множество подобных систем. В целом, они работают по общему принципу — вы посылаете оптический сигнал в квантовую систему, внутри которой реализуется некий квантовый протокол, и потом излучение выводится из системы. Но, перефразируя Льва Николаевича Толстого, каждая квантовая система несчастлива по своему. Мы занимаемся вопросами квантовой памяти — устройства, где могут храниться квантовые возбуждения, не теряя своих свойств. Одно из решений — использование облаков ультрахолодных атомов, которые могут удерживать оптический сигнал и долго хранить его в себе. Здесь нам помогает опыт, накопленный ранее за время работы с нанофотонными резонаторами. Это маленькие устройства, которые могут накапливать достаточно энергии для усиления излучения и создания условий лазерной генерации.

Еще одно направление — это оптическая левитация и оптический пинцет. Эту технологию развивают с 1960-х годов, и за ее разработку американский физик Артур Эшкин вместе с двумя другими учеными получил Нобелевскую премию по физике в 2018 году. С помощью лазерного пинцета, в основе которого ― лазерное излучение, можно удерживать в воздухе микроскопическую частицу (например молекулу, наночастицу или клетку) и управлять ею, изучать ее структуру и свойства. Мы же разрабатываем и предлагаем принципиально новые подходы к управлению микрообъектами, структурируя излучение и используя вспомогательные фотонные структуры.

Как управлять командой и лабораториями

Всеми четырьмя проектами занимается научная группа из 25 человек. Основная часть нашей команды — это теоретики, которым не нужно специальное оборудование для работы. Но с недавнего времени мы активно развиваем и экспериментальные направления исследований. Оптики работают в уже укомплектованных лабораториях Нового физтеха в корпусе на улице Ломоносова, 9. Часть команды, ответственная за проект по акустической левитации и метаматериалам, работает в акустической лаборатории в корпусе на Биржевой линии, 14–16.

В нашей группе много молодых студентов и аспирантов, и это вносит свою лепту в управление командой. PI важно быть не только ученым и руководителем исследователей, но еще HR-специалистом и психологом. Это важно, чтобы понимать, что движет людьми в команде, почему они ведут себя так или иначе, как им помочь на пути достижения их целей.

Для себя я выделил несколько правил, которых придерживаюсь в управлении командой:

• Мне интереснее мотивировать, чем указывать, что нужно делать. Такой подход воспитывает самостоятельность и интерес, а не гиперопеку и чувство долга у студентов передо мной.
• Нужно создавать атмосферу открытости и поддержки и стараться не допускать внутренней конкуренции в команде.
• Важно общаться с людьми. Каждую неделю мы собираемся всей группой и отдельными подгруппами, чтобы обсудить текущие научные задачи. А раз в полгода мы общаемся с каждым членом группы по несколько часов, это стандартная процедура на нашем факультете. Мы рефлексируем, обсуждаем, что удалось и не удалось сделать за это время, что нравится и не нравится и чем человек планирует заниматься дальше.

Полное содержание материала на https://news.itmo.ru/ru/science/photonics/news/13121/