Nobelio fizikos premijos laureatas: pokyčiai moksle ir versle neįsivaizduojami be mokytojų
Interviu žurnalui IQ

W. Ketterle
W. Ketterle
  © Alfa.lt
Kotryna Tamkutė | Žurnalas IQ
2018-11-16 20:42

Technologinė pažanga, kaip ir žmonių susidomėjimas ja, stebina, sako Nobelio fizikos premijos laureatas, Masačusetso technologijos instituto profesorius Wolfgangas Ketterle. Tačiau to negana. 

Kalbėdamasis su IQ apžvalgininke Kotryna Tamkute jis teigė, kad norėdami keisti žmonių gyvenimus, turime užtikrinti mokslo, politikos ir verslo sąveiką.

– 2001 m. jums ir jūsų kolegoms Ericui A. Cornellui bei Carlui Wiemanui buvo skirta Nobelio fizikos premija už atomų būsenos – Bose’o-Einsteino kondensato – sukūrimą ir jos fizikinių savybių tyrimą. Kaip jūs pats vertinate šio tyrimo reikšmę?

– Nobelio fizikos premija buvo skirta už pradines įžvalgas apie Bose’o-Einšteino kondensatą, padėjusias pamatus tolimesniems tyrimams. Mums pavyko pasiekti pačią žemiausią kada nors laboratorijoje pasiektą temperatūrą – lazeriais atšaldėme atomus beveik iki absoliutaus nulio temperatūros (−273,15 laipsnio Celsijaus) ir sukūrėme tokią aplinką palaikantį šaldytuvą. Tyrimų metu tai leido atrasti naujas ir tirti esamas medžiagas. Mano nuomone, tai lėmė technologijos ilgaamžiškumą. Šiandien mokslininkai jau netiria paties kondensato, tačiau naudoja tą pačią technologiją dar žemesnei temperatūrai pasiekti.

reklama

Tai mums leidžia savo rankose laikyti pamatinių gamtos dėsnių kontrolę. Aukštoje temperatūroje atomai juda greitai ir atsitiktinai. Šaltyje jie – ramybės būsenoje. Tad dėlioti juos galime tarsi lego kaladėles – kurti naujas, prieš tai neegzistavusias medžiagas. Tai varomoji šios tyrimų srities jėga.

Pateiksiu jums pavyzdį su snaige. Įsivaizduokite, kad gyvenate labai karštoje pasaulio vietoje, niekada nesate matęs nei sniego, nei ledo. Juos išvysti galėtumėte tik tada, jei jūsų šalies mokslininkai sukonstruotų šaldytuvą. Staiga atvėrę jo duris, pamatytumėte tai, ko niekada nesate sapnavę: žemoje temperatūroje iš vandens lašelių susiformavusias snaiges.

Naudodamiesi šia metafora, galime paaiškinti ir atomų atšaldymo iki absoliutaus nulio technologijos svarbą – mes staiga atradome snaigę, kuri egzistuoti gali tik nanokelvino temperatūroje. Tai sukėlė žmonių susidomėjimą. Jį dar labiau paskatino faktas, kad tokią snaigę atrasti norėjo pats Albertas Einsteinas.

– Šių metų pradžioje JAV nacionalinė aeronautikos ir kosminės erdvės tyrimo agentūra (NASA) pranešė kosmose įrengianti laboratoriją, kurioje absoliutaus nulio temperatūroje bus atliekami medžiagų tyrimai. Kuo jie skirsis nuo tyrimų ant žemės?

reklama

– Tirdami medžiagas ant žemės turime nuolatos galvoti apie gravitacinę jėgą. Ji trukdo surinkti neiškreiptą informaciją apie konkrečią medžiagą. Kaip žinoma, žemoje temperatūroje kinetinė energija sumažėja iki minimumo, o kosmose nebelieka gravitacijos. Dėl šios priežasties NASA tyrimus perkelia į kosmosą.

Pateiksiu pavyzdį: įsivaizduokite, kad šaldote stiklinę vandens. Į šaldymo kamerą įdėto indo paviršiuje esantis skystis netrunka apsitraukti ledu. Tačiau, jei tą patį veiksmą kartotumėte kosmose, ledas tolygiai aptrauktų visą vandenį, ne tik esantį paviršiuje. Tai tik nedidelis pavyzdys, kaip pasikeičia pagrindiniai medžiagų sąveikos principai, kai neveikia gravitacija.

Kita vertus, tokioje aplinkoje vykdomi tyrimai yra tikslesni. Neveikiant gravitacijos jėgoms, atomai yra nuolatinėje laisvojo kritimo būsenoje. Tai leidžia gerokai ilgiau ir aiškiau matuoti jų elgseną, veikti juos kitomis jėgomis, testuoti teorijas ir mūsų suvokimą apie pačią gravitaciją.

Iš tiesų galimybė atšaldyti atomus iki absoliutaus nulio kosmose yra nepakartojama. Įsivaizduokite – tai, kas 1999-aisiais buvo velniškai sudėtinga sukurti didelėje, įranga apstatytoje laboratorijoje, šiandien gali vykti nedidukėje kosmoso stotyje, prižiūrint viską nuotoliniu būdu. Stebėtina, kaip toli technologijos pažengė.

reklama

– Jei šiandieninės technologijos leidžia tyrimus atlikti kosmose, kaip atrodys ateities atradimai taikomosios fizikos srityje?

– Šiandien mes turime vis geresnių įrankių bei gerokai daugiau žinių atlikti naujus tyrimus nei kada nors anksčiau. Natūralu, kad aš kaip mokslininkas tikiuosi tik dar daugiau tyrimų ir išradimų. Įvaldę technologijas šaldyti atomus, įgijome galimybę kontroliuoti jų judėjimą. Tai svarbu kvantinėms technologijoms ir kvantiniams kompiuteriams. Susidomėjimą jais mes jau jaučiame tiek iš valstybių, tiek iš privačių bendrovių, todėl, mano nuomone, ši sritis ateityje bus vis labiau plečiama, o susidomėjimas ja tik augs.

Jei leistumėte man spekuliuoti, sakyčiau, kad superlaidininkai ateityje sukurs technologijų revoliuciją. Jei galėsime perduoti energiją iš vienos šalies į kitą, nepatirdami jos nuostolių, ir išmoksime superlaidininkus naudoti kompiuteriuose, tai leis mums sukurti dar neregėtas technologijas.

Tačiau stengiuosi kalbėti labai atsargiai. Egzistuoja labai daug „jei“. Mes dar nežinome visko apie atomų šaldymą, apie energijai perduoti reikalingą temperatūrą, negalime pasakyti, ar superlaidininkai galėtų veikti esant normalioms sąlygoms, aukštesnėje temperatūroje. Kita vertus, dar neatradome ir nė vienos fizinės kliūties tai padaryti.

 Šiandien mokslininkai žvelgia į visas galimybes, bando paaiškinti visus įmanomus rezultatus, bet iš jų tik vienas kitas turės realią ir apčiuopiamą reikšmę visuomenei.

reklama

– Ar visa tai – tyrimai, išradimai, idėjos, jų įgyvendinimas – tik mokslininkų rankose ir jų atsakomybė?

– Iš tiesų, mūsų, mokslininkų ir tyrėjų, darbas – atrasti naujus dalykus. Vėliau viskas gula į politikų rankas. Juk laboratorijose, universitetuose mes nekuriame produktų, tik jų prototipus. 

Kvantinės technologijos šiandien yra labiausiai mokslininkus ir politikos įgyvendintojus masinanti tema nuo Europos iki JAV. Šalių lyderiai mano, kad investavus milijardus eurų į šią tyrimų sritį, bus pradėti įgyvendinti realūs pokyčiai.

Kita vertus, pokyčiai neįsivaizduojami, pavyzdžiui, be mokytojų. Visuomenės evoliucijai yra reikalingi trys ramsčiai. Pirmasis jų – žinojimas, kurį sukuria tyrimai ir analizės. Antrasis – neabejotinai žmonės. Jie juk užauga mokyklose. Tyrimai, kuriuos aš atlieku, negali būti įsivaizduojami be protingų studentų, baigusių geras mokyklas. 

reklama

Tam, kad nesustotume, kurtume produktus, keičiančius žmonių gyvenimą, reikalingos technologinės programos, kurios dažniausiai yra finansuojamos vyriausybės. 

Kai mūsų sukurtas produktas pasiekia brandą, galime tikėtis, kad jį perims verslas. Tačiau dažniausiai žioji didelė ertmė tarp universitete ištobulintų žinių ir momento, kai produktas ima nešti pelną, jį gali perimti verslas.

– Kokia yra mokslininkų motyvacija atlikti įvairius tyrimus, eksperimentus? Panašu, kad pirmyn juos veda siekis palengvinti žmonių gyvenimą. Tačiau galimybė paaiškinti visatos dėsnius ir jos atsiradimą yra galutinis jų darbo tikslas ir rezultatas.

– Įdomu tai, kad abu šie aspektai neretai yra susiję. Mes siekiame suprasti, kaip veikia gamta. Tai įkvepia įvairias technologijas. Pavyzdžiui, atominius laikrodžius. Jie gali skaičiuoti atomuose atsirandančius šviesos virpesius. Tai technologija, paneigianti jos išradėjų tikslą. Penktojo dešimtmečio pradžioje tokie laikrodžiai buvo sukurti žmonių, norėjusių paaiškinti reliatyvumą. Tada jie nė negalvojo, kad jų išradimas bus naudojamas navigacijai, GPS sistemai, komunikacijos sinchronizacijai. Šiandien atominiai laikrodžiai yra tokie jautrūs, kad gali būti naudojami gravitacijai – geologinėms anomalijoms – aptikti.

reklama

Taigi, mes, mokslininkai, esame vedami galimybės atrasti naujus dalykus. Tuo pat metu norime padaryti pasaulį geresne vieta gyventi. Praeityje matėme: jei per didelis dėmesys yra sutelkiamas į tai, kas gerai žmonijai, atsiranda kliūtys fundamentaliai naujiems dalykams atrasti.

Visuomenei yra reikalingi bent keli mokslininkai, kurie nori atrasti kažką naujo – ne tik plėtoti esamas idėjas, bet žengti dar neišmintu keliu. Ir žinoma, dažnai užtenka tik vieno žingsnio, kad negalėtume nuspėti, kuo visa tai baigsis.

W. Ketterle

Vokiečių kilmės fizikas, besispecializuojantis šaltųjų atomų, lazerių spektroskopijos tyrimų srityje.

1995 m. buvo vienas pirmųjų mokslininkų, pastebėjusių atomų būseną – Bose’o-Einsteino kondensatą.

1997 m. sukūrė pirmąjį atominį lazerį.

2001 m. kartu su kolegomis apdovanotas Nobelio fizikos premija.

Šiuo metu yra „Center for Excellence in Education“ (CEE) Patikėtinių tarybos narys.

reklama

Vilniaus universiteto ir Alexanderio von Humboldto fondo kvietimu Vilniuje skaitė viešą paskaitą „Atradimų receptas: artėjimas link absoliutaus temperatūros nulio“.


Naujas žurnalo IQ numeris – jau prekyboje!

Naujas žurnalo IQ numeris – jau prekyboje!© Alfa.lt