“Материалдардың физикалық құбылыстары мен қасиеттерін неғұрлым жақсы түсінсек, соғұрлым тиімді қолдана аламыз”

Біздің келесі әңгімелесушіміз – НУ физика кафедрасы қалыптасуының бастауында тұрған ғалым, профессор Жандос Өтеғұлов. Сұхбатында профессор өзінің АҚШ-тағы жұмысы туралы айтып, физика факультетінің қалай құрылғанын еске түсіріп, лазерлерге және олардың материалтану және оптикалық сенсорикаға деген қызығушылығын түсіндірді. 

Сіздің бэкграундыңыз туралы айтып берсеңіз, сіз қайда оқыдыңыз және Назарбаев Университетіне дейін немен айналыстыңыз?

Алматы қаласында, ғалымдар әрі жоғары оқу орны оқытушыларының отбасында туып өстім. РФММ-да оқыдым. Бізде физматта физика-математика пәндері мен радиоэлектроника бойынша керемет мұғалімдер болды, олар менің нақты ғылымдарға, атап айтқанда қолданбалы физикаға деген қызығушылығымды арттырды. Әл-Фараби атындағы ҚазҰУ физика факультетінде оқып жүрген кезімде мен қатты денелер мен жартылай өткізгіштер физикасы саласында мамандандым. Сол кезде сәті түсіп, мен қатты денелер физикасына деген менің ғылыми қызығушылығымның одан әрі қалыптасуына ықпал еткен профессор Таубаев Тоқтар Ысқатайұлының Жартылай өткізгіш оптоэлектроника зертханасында жұмыс істедім. Мен ҚазҰУ-ды үздік бітіріп, Америкадағы Оклахома штатының университетіне оқуға түстім, онда фотоника бойынша магистратурада және қатты дене физикасы мен лазерлік спектроскопия бойынша PhD-де оқыдым. АҚШ-та мен лазерлерге, оптикаға және қазір “лазерлік материалтану” деп атап отырған, әртүрлі материалдардың қасиеттерін зерттеу үшін лазерлік әдістерді қолдануға қызығушылық таныттым. PhD дәрежесін алғаннан кейін мен осы салада АҚШ-тың әртүрлі университеттері мен ұлттық зертханаларында: Цинциннати университетінде, Колорадо ұлттық стандарттар және технологиялар институтында, Небраска Университетінде және Айдахо ұлттық зертханасында ғылыми қызметкер болып жұмыс істедім.

АҚШ-та ғаламат биіктерге жеткен ғылым мен үшін әрбір ғалым, тіпті аты әйгілі болса да, осы күрделі механизмнің «шағын тетігі» болып табылатын «үлкен механизм» екенін атап өтен кеткен жөн. АҚШ-та алған жұмыс тәжірибем бола тұра, Қазақстанда батыстық тәжірибесі бар ғалымдар көп болмағандықтан, мен мұнда әлдеқайда көп үлес қоса алатынымды сезіндім және қазақстандық ғылым оны басқару әдістерімен бірге елеулі реформаны қажет етті. 2010 жылы мен Астанада бұрын еліміздің тарихында болмаған, Қазақстандағы тұңғыш, мүлдем жаңа форматтағы халықаралық зерттеу университеті – Назарбаев Университетінің ашылғаны туралы білдім. Мені жаңа ғылыми идеяларды іске асыру ойы және маңыздысы – жаңа ғылыми мәдениетті қалыптастырудың және өз отанымда физика саласында жаңа мамандар мен ғалымдарды даярлаудың тікелей қатысушысы болу қатты ынталандырды. 2011 жылы НУ-ға профессорлық қызметке шақырту алып, мен отбасыммен Қазақстанға көшуді ұйғардым. Кәсіби мансаптағы жаңа серпілістен басқа, Америкада туған және ағылшын тілін жетік меңгерген менің балаларым енді қазақ және орыс тілдерінде оқи алатынын түсіну маған Қазақстанға көшуіміздің қосымша мәдени-өркениеттік мағынасын берді. Мен өз міндеттеріме НУ-да 2011 жылғы тамыздан бастап, Астанада жаңадан құрылған Университетке алғашқы студенттерді қабылдаған сәттен бастап кірістім.

 Енді физика факультетінің негізі туралы айтып беріңізші. Себебі келу және сабақ беру өз алдына, ал бір нәрсені басынан бастау мүлдем басқа.

2011 жыл. Бұл негізінен шабыт пен өзгеріс уақыты болды. Күн сайын, апта сайын жаңа нәрсе. Барлығы менің көз алдымда құрылды: жаңа Астанадағы жаңа университет, жаңа жергілікті студенттер мен жаңа оқытушылар (негізінен шетелден келген), жаңа оқу ғимараттары мен жатақханалар, жаңа оқу және зерттеу зертханалары. НУ-дағы жұмысымды физика кафедрасында, Ғылым және технологиялар мектебінде бастадым. Басында бізде кафедрада тек 4 профессор болды. Бұл халықаралық деңгейдегі жаңа оқу бағдарламаларын жасау, жаңа ғылыми және оқу әдебиеттерін сатып алу, оқу және зерттеу зертханаларына арналған үй-жайларды жобалау және оларды тиісті жабдықтармен жарақтандыру қажет болатын кез еді. Ғылыми және оқытушылық қызметпен қатар, біз жаңа университеттің қалыптасу кезеңінде әкімшілік қызметке көп уақыт пен күш жұмсауға мәжбүр болдық. НУ – дан тыс, Қазақстанда жоғары білім мен ғылымды реформалауға тікелей қатысқан мемлекеттік органдар елімізде ғылымды реформалау мен басқару жөніндегі пайдалы ұсынымдар алу үшін НУ профессорларына, бізге жиі көмекке жүгінетін. Бұл біздің ісімізге қосымша ынталандырып, маңыздылық пен мән берді.

Қазақстанда іс жүзінде ағылшын тілінде ғылыми және оқу әдебиеттері болмағандықтан, оқу және зерттеу жабдықтары, бағдарламалық қамтамасыз ету мен шығыс материалдары өндірілмегендіктен, мұның басым бөлігін алыс шет елдерден сатып алу қажет болды, ал тиісінше оларды сатып алу үшін барлық қажетті техникалық ерекшелікті ағылшын тілінде жасау қажет болды, бұған бізге біздің жас зертханалық ассистенттеріміз – Болашақ стипендиясы шеңберінде шетелде техникалық мамандықтар бойынша бакалавриат пен магистратураны аяқтаған балалар көп көмектесті. Бұл жастар өздерінің негізгі оқытушылық-ассистенттік жүктемелерінен басқа, оқу және ғылыми жабдықтарды сатып алумен байланысты құжаттамалық айналыммен айналысты. Сатып алынған жабдықты тестілеу және оқу және зерттеу процестеріне бейімдеу, оқу әдістемелерін құру қажет болды. Процесс ұзақ, бірақ ол бізді шабыттандырды, өйткені біз өзімізді ғылым мен білімнің дамуына үлес қосатын ізашарлар сияқты сезіндік. Бұл маған өте ұнады, өйткені мен өз қоғамым үшін, өз елім үшін пайдалы нәрсе істеп жатқанымды сезіндім. Қазақстанда көптеген адамдар НУ-дан үлкен серпіліс күтті, бұл бізге елдің, университеттің және студенттердің алдында үлкен жауапкершілік жүктеді.

Енді, 10 жылдан кейін, біздің физика кафедрасының оқытушы-профессорлар құрамы пост-докторанттарымен бірге іргелі және қолданбалы есептерді шешетін эксперименттік, есептеу және теориялық физиканың түрлі салаларында табысты жұмыс істейтін 20 адамға жетті. Іс жүзінде біздің профессорларымыздың әрқайсысында бірнеше ғылыми және ішкі жеңіп алған гранттары бар. Біздің жастарымыз ғылымға неғұрлым көбірек баратын болса және олардың физикалық ғылымдар мен техниканың әртүрлі салаларында өз әлеуетін іске асыру мүмкіндіктері неғұрлым көп болса, біздің ғылымымыз соғұрлым айқын және пәнаралық болады, ал оның экономиканың нақты секторларымен байланысы бізге серпінді, пайдалы технологияларды әзірлеуге мүмкіндік береді, бұл міндетті түрде Қазақстанның инновациялық экономикасының дамуына өз үлесін қосады.

Сіздің ғылыми зерттеулеріңіз туралы айтып беріңізші

Менің ғылыми тобымның зерттеу бағыттары “лазерлік материалтану” деп аталатын салалармен тығыз байланысты. Бұл іргелі және қолданбалы физиканың аралас саласы лазерлік оптика, фотоника және материалтану тоғысында шоғырланған. Бұл лазерлік сәулеленудің затпен өзара әрекеттесуі және оны қолдану әлемі. Біз зертханамызда жаңа оптикалық құрылғыларды (сенсорларды) жасау және әртүрлі кеңістік-уақыт ауқымында материалдардың физикалық қасиеттерін зерттеу үшін қысқа импульсті және үздіксіз лазерлік сәулеленудің ерекше қасиеттерін қолданамыз.

Кез келген конденсацияланған ортаға (қатты, жұмсақ немесе сұйық күйде болсын) жылу, механикалық, оптикалық, электронды, магниттік және басқалар сияқты физикалық қасиеттердің болуы тән. Материалдардың белгілі бір физикалық құбылыстары мен қасиеттерін неғұрлым жақсы түсінсек, оларды нақты зерттеу және практикалық қосымшалар үшін неғұрлым тиімді қолданып, басқара аламыз. Материалдарды зерттеудің заманауи лазерлік-оптикалық әдістері материяны зерттеудің басқа әдістерімен салыстырғанда жоғары кеңістік-уақыт шамасында материяның қасиеттері туралы қажетті ақпарат алу тұрғысынан ең жетік және көрнекі болып табылады. Сонымен қатар, қазіргі заманғы лазерлік-оптикалық құрылғылардың көбісі “table-top”, яғни оларды үлкен кеңістікті алмайтын кішкентай оптикалық үстелдерде жобалауға, құруға және сынауға болады.

 Сіздің ғылыми жобаларыңыз және олардың қосымшалары туралы толығырақ айтып беріңіз.

Біздің жобаларымыздың бірі ядролық және термоядролық энергетикада қолдану үшін қатты денелі материалдардың жылу өткізгіштік қасиеттерін зерттеуге бағытталған. Фемтосекундтық лазер негізінде біздің зертханада жиналған оптикалық қондырғы микро – және нано өлшемді шкалада материалдардың жылу өткізгіштігін және сыртқы радиацияның әсерінен оның тозуын өлшеуге мүмкіндік береді. Дәл осындай жоғары кеңістік тұрғысынан біз нақты атом реакторындағы ыдырау өнімдерін келтіретін жоғары энергияның жылдам иондарымен сәулелендірілген реактор материалдарындағы жылу беру қасиеттерін зерттейміз. Қазіргі заманғы лазерлік технологиялар негізіндегі осы жылу физикалық зерттеулер атом саласына ядролық отын мен реакторлық материалдардың сәулелену әсерінен тозуына ықпал ететін процестерді іргелі деңгейде бақылауға және қауіпсіз әрі үнемді АЭС құру мақсатында жаңа радиациялық төзімді материалдар жасауға көмектеседі. Осы үзбей бақылаудағы лазерлік әдістеме атом энергетикасы үшін ғана емес, сонымен қатар термоэлектр құрылғылары, нано және микроэлектроника саласында да жылу энергиясын басқару мәселесін шешуге мүмкіндік береді, мұнда құрылғылар үшін электрондық құрылғылардағы жылу ағындарын басқару проблемасы маңызды мәселе болып қала береді.

Біздің зертханадағы тағы бір жоба жоғары кеңістік-уақыт тұрғысындағы наносекундты импульстік лазерлік сәуленің әсерінен баяу балқитын материалдардың жылдам еруін зерттеуге бағытталған. Бұл зерттеу саласы материалдарды балқытумен айналысатын көптеген салаларда (мысалы, атом және авиация өнеркәсібі, 3Д лазерлі принтер, материалдарды өңдеу)  нақты уақыт режимінде оларды жергілікті балқыту процесінде материалдармен не болатынын байқауға және технологиялық процестерді оңтайландыруға мүмкіндік береді.

 Біздің үшінші зерттеу жобамыз биомедицинада лазерлік технологияны қолдануға байланысты. Бұл біздің дәрігерлермен және химиктермен лазерлік спектроскопия арқылы адам зәрінің тұтқыр-серпімді және химиялық қасиеттерін лазерлік байланыссыз бағалау бойынша бірлескен жобамыз. Бұл бүйрек ауруы диагнозын қою үшін маңызды. Қазіргі уақытта біз сол лазерлік әдіс арқылы мұнайдың тұтқырлығын қашықтықтан бақылау мүмкіндігі туралы мәселені де талқылаймыз. Бұл шикі мұнайдың әртүрлі тұнба тереңдіктері бойынша оның тұтқырлығын айқындау мақсатында жер қойнауын пайдаланушылар үшін өте маңызды жоба болуы мүмкін.