Нобелевский лауреат хочет снабдить планету безграничной энергией
Простой инженер совершил революцию глобального значения
Сюдзи Накамура уже однажды изменил мир. Его изобретение синих светодиодов изменило все в нашей повседневной жизни. Компьютеры, телефоны, большие экраны, светофоры и электронные рекламные щиты загораются благодаря его изобретению. Накамура получил Нобелевскую премию по физике в 2014 году вместе с двумя другими японскими учеными, Исаму Акасаки и Хироси Амано, за их вклад в открытие под его руководством. Некоторые эксперты назвали его изобретение таким же важным, как лампа накаливания Томаса Эдисона. И один из величайших изобретателей мира заявляет, что его следующее изобретение намного превзойдет по важности предыдущее.
Его цель: создать электростанцию, использующую новый вид высокоимпульсного лазера для термоядерного синтеза, производящую “бесконечный” запас эффективной, экологически чистой энергии. При термоядерном синтезе не используется уран и нет шансов на расплавление, рассказывает CNN.
В возрасте, когда многие собираются уходить на пенсию, 72-летний Накамура полон энергии.
В 1979 году Накамура работал в малоизвестной тогда японской химической компании Nichia Corporation, возглавляя ее исследовательскую группу, состоящую всего из двух человек. Но за 10 лет работы он разработал всего три продукта, и ни один из них не продавался хорошо. На корпоративных футбольных матчах и матчах по софтболу коллеги приставали к нему со словами: “Почему ты ничего не производишь? Тебе нужно уволиться!” После этого, по вечерам в пятницу, Накамура часто возвращался в офис и бродил по коридорам, подрабатывая ночным охранником.
Чувствуя себя изолированным, Накамура развил в себе менталитет, который он называет “изобретательством в гневе”, — крайнее стремление доказать, что другие неправы. Все его менеджеры говорили ему одно и то же: ты должен уволиться.
Накамура вырос в маленькой японской рыбацкой деревушке, где он научился любить природу и синий цвет океана. Опыт работы в лаборатории, где он мастерил, трудился и взрывал разные устройства, натолкнул его на мысль осуществить свою мечту и взломать код для синих светодиодов.
Крупнейшие корпорации, такие как IBM, General Electric, Bell Labs, Sony и Toshiba, на протяжении десятилетий инвестировали миллионы в попытки разгадать эту тайну. Красные и зеленые светодиоды были легко освоены, но решение проблемы создания синих светодиодов оставалось труднодостижимым, поскольку синий свет имеет более короткую длину волны и для его излучения требуется значительно больше энергии. На карту был поставлен потенциал многомиллиардной индустрии.
В последней отчаянной попытке сохранить свою работу Накамура обратился к основателю и председателю правления Nichia Нобуо Огаве.
“Могу ли я разрабатывать синие светодиоды?” – спросил Накамура.
“Хорошо, без проблем”, — ответил Огава.
Накамура получил бюджет в 3 миллиона долларов, неслыханную сумму в 1988 году, которая составляла 2% от годового объема продаж компании. Две трети денег было потрачено на оборудование, остальное должно было быть потрачено на изучение методов, которые могли бы привести к прорыву. Затем Накамура провел год в лаборатории Университета Флориды, изучая химическое осаждение металлов и органических соединений из паровой фазы (MOCVD).
В свои 34 года он ни разу не летал на самолете. Он также не опубликовал ни одной научной статьи — факт, который вызвал презрение во Флориде. Для тех, у кого в лаборатории были докторские степени, Накамура был никем, у него не было никаких академических способностей. По его словам, к нему относились как к простому специалисту, постоянно просили его починить то одно, то другое.
Когда он вернулся в Японию в 1989 году, на его пути возникло еще больше препятствий. Его самый большой поклонник, основатель Nichia, ушел с поста президента. И в своем стремлении к прорыву Накамура решил полностью посвятить себя изучению материала нитрида галлия как ключа к созданию синих светодиодов. Почти все остальные исследователи в мире работали с другим материалом — селенидом цинка.
По его словам, это стало серьезной проблемой, когда известный исследователь провел семинар в Nichia, на котором решительно заявил, что нитрид галлия — это тупик. Среди присутствующих был новый начальник Накамуры. К концу дня на его рабочий стол легла написанная от руки записка, в которой Накамура приказывал прекратить все работы.
Инженер отклонил этот предписание. “Я выбросил его в мусорное ведро”, — с улыбкой сказал он CNN. Каждые несколько недель приходили новые записки, он также выбросил их в мусорное ведро.
По его словам, в японской культуре почти невозможно игнорировать приказы начальника. Но Накамура перестал посещать еженедельные брифинги по исследованиям и разработкам, чтобы не рассказывать коллегам о том, чем он занимается. “Я так разозлился, — сказал он, — что принял решение” продолжать идти вперед и преследовать свою мечту.
Через несколько месяцев Накамура пережил “величайший момент в своей жизни”, когда создал простой светодиод, который светился мягким фиолетово-голубым светом. Он не был уверен, как долго продержится этот свет.
Он ушел на ночь, а утром свет все еще горел. “Он все еще был очень тусклым, но он выжил”, — сказал он. “Этот момент просто потрясающий!”
29 ноября 1993 года компания Nichia провела пресс-конференцию, которая потрясла мир электроники. Синий светодиод был завоеван. Оказалось, что Накамура был прав: нитрид галлия оказался ключом к успеху, рассказывает CNN.
“Укротитель природы и преемник Эдисона, — как-то написал журнал Forbes, — оказался неизвестным исследователем в японской компании, о которой мало кто слышал”.
В конце концов Nichia и Накамура публично поссорились и подали друг на друга в суд. Обе стороны урегулировали свой исторический спор в 2005 году, когда компания согласилась выплатить ему 8,1 миллиона долларов, что намного меньше почти 180 миллионов долларов, которые, по мнению японского суда, Накамура заслужил за свое изобретение. Почти все деньги, по его словам, пошли на “оплату услуг адвокатов, а также на налоги”.
Он предпочитает не зацикливаться на этой части своего прошлого. Он гордится своим изобретением. К тому же, по его словам, “Получить Нобелевскую премию — это нечто большее”.
В недавнем отчете Международной организации по атомной энергии (МАГАТЭ) говорится, что если бы во всем мире по—прежнему использовались старые лампочки, глобальные потребности в электроэнергии были бы практически неприемлемыми — “потребление электроэнергии для внутреннего освещения зданий увеличилось бы примерно на 70%”. Согласно отчету, экономия электроэнергии на домашнем освещении с помощью светодиодов примерно равна мощности, потребляемой всей Южной Кореей.
Накамура нацелен на будущее, и то, что, по его мнению, окажет еще большее воздействие на окружающую среду, производя неограниченное количество энергии с нулевыми выбросами. Для достижения этой цели он основал компанию Blue Laser Fusion, которая использует его технологию синих светодиодов для создания лазерной энергии, способной преобразовать производство энергии по всему миру.
По его оценкам, около 99,5% исследований в области ядерного синтеза за последние десятилетия были сосредоточены на использовании мощных магнитных полей для создания бесконечной энергии. Накамура считает, что ответ кроется в 0,5%. “История очень похожа на разработку синего светодиода”, — сказал Накамура.
В декабре 2022 года исследователи из Национальной лаборатории воспламенения в Ливерморской лаборатории Лоуренса в Калифорнии, входящей в состав Министерства энергетики США (DOE), добились первого в истории “усиления термоядерного синтеза”, крупного научного прорыва, когда реакция, вызванная лазером, произвела больше энергии, чем требуется для ее запуска.
Накамура не участвовал в этом эксперименте. Однако он уже приступил к разработке новой концепции мощного лазера для инерционного термоядерного синтеза, опираясь на свои новаторские работы в области светодиодов и лазерных диодов.
В ноябре 2022 года он стал одним из основателей Blue Laser Fusion. Прорыв в области термоядерного синтеза придал ему еще больше энергии. Накамура полон решимости использовать то, что было научно доказано в лаборатории, и превратить это в действующую электростанцию. Он сказал, что с тех пор в области термоядерного синтеза с использованием синего лазера совершался прорыв за прорывом.
Чтобы сдержать непрерывную термоядерную реакцию, не сжигая при этом все, Накамура и его команда создали так называемый оптический усиливающий резонатор, который накапливает энергию высокоимпульсного лазера в своей оптической камере, а затем увеличивает мощность лазера до 100 000 раз, что стимулирует и сдерживает горение.
“С точки зрения непрофессионала, — говорится в пресс-релизе UCSB за 2025 год, — лазер — это молоток, разбивающий крошечные частицы изотопов водорода (атомов). Камера — это наковальня, которая удерживает все в замкнутом пространстве. Результат? По-настоящему чистая и безопасная термоядерная энергия.”
На данный момент это далеко от цели Накамуры — безграничной энергии с далеко идущими преимуществами, отмечает CNN. Необходимо еще поработать. Компания наращивает масштабы, чтобы достичь своей цели — построить экспериментальную термоядерную электростанцию мощностью 1 гигаватт, которая сможет обеспечить энергией от 750 000 до 1 миллиона домов, к 2032 году недалеко от Санта—Барбары, Калифорния.
Станет ли это его величайшим достижением и подарком миру? “Да, да”, — просто ответил Накамура. По его словам, его послание молодым ученым во всем мире таково: “Самое важное — это рискнуть”.
