Mokslas ir IT

2020.11.02 11:59

Mokslininkas apie darbą fizikos laboratorijoje: dirbame iki pamišimo, nes reikia konkuruoti su visu pasauliu

Patricija Kilminavičienė, LRT.lt2020.11.02 11:59

Greita sėkmė ateina po 15 intensyvaus darbo metų, sako Fizinių ir technologijos mokslų centro (FTMC) direktorius, profesorius Gintaras Valušis, jau daugiau nei 20 metų Lietuvoje dirbantis su terahercų fizika. Pasak jo, šviesą prisijaukinti ir ją valdyti yra labai sunku, todėl tam reikia sukaupti daugybę žinių. Tačiau terahercų spinduliuotė gali padėti pasiekti proveržį ne tik saugumo srityje, bet ir medicinoje.

FTMC mokslininkai savo laboratorijose kuria detektorius ir jutiklius, leidžiančius matyti kiaurai kone per bet kokius paviršius. Tokie prietaisai yra labai pravartūs siekiant užtikrinti saugumą, pavyzdžiui, oro uostuose, tikrinant pašto siuntas, – kad nebūtų gabenami uždrausti daiktai. Tikimasi, kad ateityje terahercų spinduliuotė pakeis mums įprastą rentgeną, nes gali peršviesti odą nepadarydama jokios žalos.

Daugiau apie savo atliekamus darbus ir kasdienybę Terahercų fotonikos laboratorijoje papasakojo prof. Gintaras Valušis.

– Kas yra terahercai?

– Tai turbūt reikėtų pradėti nuo mobiliojo telefono, kaip tik jį įsijungėte. Mobilusis telefonas komunikuoja su visu pasauliu tam tikro dažnio bangomis – gigahercų dažnio bangomis. Tai yra 1000 milijonų hercų, arba dešimt 9-uoju laipsniu hercų. O terahercai yra dar 1000 kartų daugiau.

Terahercų spinduliuotė turi savybę skverbtis per visokius plastikus, pakuotes, drabužius, per odą netgi. Bet ji nekelia ypatingo pavojaus, todėl laikoma, kad tai gali būti alternatyva rentgeno spinduliams. Bet yra daug bėdų – tam, kad pavyktų panaudoti terahercus, reikia turėti galingą, tačiau mažą ir patogų šaltinį, kurį pavyktų paimti į ranką. Mokslinėje laboratorijoje tie daiktai yra dviejų metrų ilgio. Stomatologui turbūt nebūtų patogu. Yra ir mažų prietaisų, bet jie analogiškai ir mažos galios, todėl netinka. Tai ir varo fiziką į priekį: ar galime pagaminti galingesnį daiktą, kuris būtų ir patogus naudoti?

– Kaip dabar išnaudojami terahercai?

– Tai, kas sukurta, yra patogu saugumo sistemoms. Pavyzdžiui, pašto siuntoms tikrinti, galima naudoti ir oro uostuose. Lygiai taip pat ir paveikslams, galima atsekti, kokio storio, kokios medžiagos, kokio senumo yra paveikslas. Kokie sluoksniai, ką dailininkas padarė anksčiau, ką užtepė ant viršaus.

Fotonikos principas – aš neturiu jokio kontakto ir galiu matyti. Čia lygiai tas pats, tik akys kitokios.

– O ką veikiate šiose laboratorijose?

– Šią spinduliuotę prisijaukinti arba prisitaikyti yra sunku. Ją reikia mokėti šviesti ir suvaldyti. Mes pradėjome nuo detektorių fizikos, tai darome jau gerus 15 metų, gal ir daugiau. Vėliau tyrimai išsiplėtė, pradėjome užrašinėti vaizdus, sukūrėme naujas vaizdinimo sistemas ir ėmėme kurti optiką. Optika, kurią mes naudojame, yra ne įprastiniai akinukai, o padaryti iš silicio. Tai yra akiai tamsi medžiaga, bet ji labai tinkama šiai spinduliuotei valdyti. Reikėjo išnaudoti optikos galimybes ir detektorius sudėti į vieną vietą, kad būtų labai patogu ir patikima.

– Kokie jums įdomiausi darbai, atlikti šioje laboratorijoje? Tiek asmeniškai, tiek apskritai?

– Pasauliniu mastu įdomus darbas buvo emiterių fizika, pirmieji kvantų kaskadų lazeriai. Šioje srityje jų nebuvo, jie atsirado tik 2002 metais. Tai buvo proveržis, sakantis, kad mes galime sukurti mažą, tačiau pakankamai galios turintį prietaisą, galintį veikti šiame diapazone.

Mūsų pačių tai aš išskirčiau Lino Minkevičiaus darbą Vokietijoje 2010–2011 metais. pusiau astronominę metodiką, vadinamą heterodinine detekcija. Įdėjome vieno cento monetą į voką ir išraižėme Vytį. Kai mes šviečiame lazeriu, nuo nelygaus paviršiaus terahercinė spinduliuotė atsispindi skirtingai. Tai tas Vytis ypatingas tuo, kad šviesa pasidarė išsklaidyta, tokia kaip modernaus meno. Išėjo 3D vaizdas, neįtikėtina.

FTMC turi tik du „Applied Physics Letters“ viršelius per visą istoriją, tai šis Vytis buvo vienas iš jų.

– Kada apskritai Lietuvoje prasidėjo darbas su terahercais?

– Tai buvo 1996-ieji. Dar nieko nebuvo, tik prasidėjo pirmosios investicijos iš Japonijos, buvo manoma, kad greičiausiai ši sritis turėtų progresuoti. O japonai labai pragmatiškai mąsto. Didžiulis susidomėjimas kilo ir po tų tragiškų įvykių Niujorke, tada visi susirūpino saugumu. Tuomet suprato, kad reikia mesti resursus visu pajėgumu, kurti saugumo sistemas. O kad pavyktų jas sukurti, reikėjo suprasti optiką, emiterius ir t. t. Kitaip tariant, pradžioje reikėjo padaryti mokslą, kad vėliau atsirastų daiktai.

Netikėtai mums nuskilo – niekas taip nedarė, kaip mes, nes neturėjo tokių lazerių. Mes laimėjome dvi subsidijas iš Europos, tada pasipylė čia žmonės, pradėjo dirbti, atvažiuodavo su savo bandiniais, savo idėjomis. Mūsų aparatų rinkinys buvo labai unikalus. Kai įsivažiavome, jau buvo šiek tiek paprasčiau. NATO subsidija leido susipirkti aparatūrą, subsidijos iš Europos užtikrino žmonių judėjimą. Dabar jau net nebesuskaičiuojame, kiek žmonių čia dirba.

– Kiek laiko užtrunka perprasti terahercų spinduliuotę?

– Moksle viskas užtrunka daug metų, tai nėra greitas procesas. Greita sėkmė ateina po 15 intensyvaus darbo metų. Šią banalią tiesą kartoju visiems. Dirbame kartais iki pamišimo sveikąja prasme, nes konkurencija spaudžia – reikia konkuruoti su visu pasauliu.

Sunku nubrėžti ribą, kur žinojimas sukuria vertę, o kur jau sukurtas daiktas. Jeigu nesupranti, nieko neišeis. Mes skaičiuojame, kad jeigu 1–2 patentai iš 100 turi komercinį pasisekimą, tai jau yra gerai. Talentingų žmonių yra 5 iš 100.

Moksle mes dažniausiai suvokiame, kaip nereikia daryti. Blogas rezultatas vis tiek yra rezultatas, taip tu sužinai 1001 būdą, kaip nereikia daryti elektros lemputės, perfrazuojant garsų išradėjo T. Edisono pasakymą. Kadangi niekas to nedarė anksčiau, mums nėra kuo remtis.

– Kokia yra tipinė darbo diena fizikos laboratorijoje?

– Labai skirtingai. Pas mus nėra įprastinės darbo drausmės. Man patogu ateiti nuo pusės 7 ryto, o užtrunku maždaug iki 7 vakaro. Kiti ateina truputį vėliau, pradeda nuo kavos, bet išeina dar vėliau už mane. Yra darbas ir tu turi jį padaryti.

Tipiškas pavyzdys. Siuntėme straipsnį ir vyko susirašinėjimas šeštadienį vakare. Linas rašo: „Palauk, aš pasodinsiu braškes ir tada atsakysiu.“ Tai toks azartas pagauna, kad turi padaryti ir viskas. Bet čia yra mokslas, tai daugiau gyvenimo būdas. Pinigai yra antroje vietoje, jie patys savaime nėra vertybė mokslininkui – tai tik instrumentas. Jeigu norime labai daug uždirbti, tai sudėtinga tai padaryti, nes mokslas yra kitokia veikla.

– Ar daug streso patiriate?

– Kai būdavo metiniai projektai, užguldavo tokia atsakomybė, kad beveik nėra teisės į klaidą. Yra uždavinys, ir nežinai, ką daryti, o jeigu suklysi, gali neužtekti laiko pasitaisyti. Jaučiasi įtampa. Moksle rezultato reikia teigiamo arba neigiamo – verta arba neverta tuo keliu eiti.

Mums svarbus tikslumas ir sklandi tekstų kalba. Jei pastebėjote klaidų, praneškite portalas@lrt.lt