Lietuvos mokslų akademijoje Vilniuje antradienį buvo įteiktos praėjusių metų mokslo premijos. „Omni.lt“ nusprendė pasmalsauti, kas slypi už gąsdinančiai skambančių premijuotų darbų pavadinimų.
Apie naujos kartos puslaidininkius, mokslą Lietuvoje, ir Lietuvos mokslą pasaulyje kalbame su habilituotu daktaru, Lietuvos Mokslų akademijos nariu korespondentu, Vilniaus Universiteto prorektoriumi, profesoriumi Juozu Vidmančiu Vaitkumi. Jis ir jo kolegos Eugenijus Gaubas, Vaidotas Kažukauskas, Juras Požela, Karolis Požela ir Aldis Šilėnas buvo premijuoti už darbų ciklą "Puslaidininkių darinių tyrimai radiacijai atspariai elektronikai".
- Jūs įvertinti mokslo premija už darbų ciklą „Puslaidininkių darinių tyrimai radiacijai atspariai elektronikai“. Turbūt kiekvienam skaitytojui ne mokslininkui kiekvienas šis žodis žinomas iš vidurinės mokyklos fizikos pamokų. Bet visi kartu jie tampa mįsle. Ar galėtumėt supaprastintai paaiškinti, koks šio darbo objektas?
- J. V. Vaitkus: Šiame darbe kalbama apie radiaciją, kurią suprantame, kaip rentgeno spindulius, gama spindulius ir įvairias kitas didelę energiją turinčias daleles - protonus, neutronus. Apibendrintai tai vadinama jonizuojanti spinduliuotė.
Ji šiuo metu yra labai reikšminga tiek nagrinėjant įvairius ekologinius klausimus, tiek sprendžiant medicinos, modernios medicinos technologijų problemas, o ypač jonizuojanti spinduliuotė tapo labai reikšminga gilinantis į mūsų supratimą apie pasaulio sandarą. Tai yra aktualu ir žvelgiant į dangų rentgeno ir gama teleskopais ir taip pat stengiantis prasiskverbti į medžiagos sandarą subatominiam lygyje.
Norint atsakyti į klausimą, kodėl kūnai turi masę, reikia išnagrinėti, iš ko susideda ir kaip tarpusavyje sąveikuoja įvairios dalelės, tiek tarpusavyje, tiek su įvairiais laukais. Šiam tikslui dabar rengiamas didžiulis eksperimentas, kuriame dalyvauja visa tarptautinė bendrija.
Eksperimentas rengiamas Europos branduolinių tyrimų centre (CERN).Statomas didžiulis greitintuvas, 27 kilometrų ilgio tunelis, kuriame bus pasiektos rekordinės jonizuojančios spinduliuotės energijos. Tai reiškia, kad protonai bus pagreitinti iki 7 teraelektronvoltų. Tikimasi, kad susiduriant dviem skirtingom kryptim lekiantiems protonų srautams bus galima registruoti tas daleles, kurios ir yra atsakingos už tai, kad kūnai turi masę. Tam, kad tas visas daleles registruoti, reikalingas detektorius, kuris parodytų dūžtančių protonų trajektorijas.
- Taip, supratau... (Šis klausinėtojo „Supratau“ nebuvo visiška tiesa, bet suteikė galimybę suformuluoti bent šiokį tokį kitą klausimą). Ir mūsų mokslininkai dalyvavo šio detektoriaus kūrime?
- J. V. V. (Šypteli) Detektorius, kuris turi registruoti dalelių trajektorijas, yra maždaug šešių aukštų pastato dydžio konstrukcija, prikimšta įvairiausios rūšies tas daleles registruojančių prietaisų. Ir ta sritis, kuria mes domimės, kurioje jus dirbate?, yra detektoriai jutikliai, kurie yra arčiausiai protonų susidūrimo vietos. Eksperimentas truks labai ilgai, jonizuojančios spinduliuotės dalelių srautas toks milžiniškas, kad visos iki šiol žinomos medžiagos, kurios naudojamos detekcijai, suirs greičiau nei baigsis eksperimentas. Ir todėl pasaulinė mokslo bendruomenė suorganizavo programas, kuriomis mėginama spręsti kelias problemas - kaip pagreitinti patį eksperimentą, kad jis netrūktų tiek ilgai, kiek dabar yra numatyta – 10 metų, ir, antra, kaip padaryti, kad tie detektoriai suirtų ne per 3 metus, o atlaikytų ilgesnį laiką.
- (Atsargiai) O šie greitai yrantys detektoriai yra...?
- J. V. V. Patys detektoriai yra žmogaus plauko skersmens ploto dydžio ir jais reikia užpildyti kelis šimtus kvadratinių metrų. Be to, kiekvienam detektoriui reikalingas specialus stiprintuvas. Ir visa tai reikia pagaminti! Tai milžiniškas užsakymas pramonei, prestižinis ir labai pelningas.
- Bet tas užsakymas skirtas grynajam mokslui. O ar grįžtų šis pagamintas produktas kokiu nors pavidalu į pragmatišką terpę?
- J. V. V. Šiuo atveju aš pateiksiu pavyzdį, kuris gimė taip pat tame CERN‘e. Sprendžiant vis tų pačių dalelių trajektorijų atpažinimo problemas, buvo nuspręsta, kad tiems tikslams reikia panaudoti ne vienam kambaryje, bet dviejuose kambariuose esančius kompiuterius. Ir tų kompiuterių funkcionaliam sujungimui buvo sukurtas specialus protokolas, naudota tam tikra programinė įranga. Pradėjus kompiuteriams sėkmingai dirbti, kilo idėja duomenis perdavinėti ne iš kambario į kambarį, bet iš žemyno į žemyną. Paskelbus šitą programinę įrangą pasaulyje atsirado internetas. Puikus įrodymas, kaip grynai mokslinė elementarių dalelių tyrinėjimo problema staiga virto įrankiu, kuris faktiškai pakeitė pasaulį.
- O kai eksperimentas baigsis, kaip jo rezultatai paveiks, atsiprašau už banalią formuluotę, žmonijos raidos istoriją?
- J. V. V. Šio eksperimento tikslas fundamentinių žinių apie mūsų pasaulį praplėtimas. Po eksperimento bus geriau suprasta ir visatos sandara, ir joje vykstantys procesai. Kitaip tariant, bus gautos žinios, kurios tiesioginio ryšio su kasdieniu gyvenimu, neturės. Tačiau tik atliekant tokius unikalius eksperimentus sukuriama unikali įranga, kuri vėliau tampa lemiamu veiksniu kitų problemų sprendime.
CERN‘o eksperimentui reikia sukurti tokią įrangą, kurios šiuo metu nėra. Ji privalės apdoroti ir registruoti signalus kas dešimt milijardinių sekundės dalių. Kitaip tariant, atsiras elektronika, kuri dirbs labai sparčiai. Kad išvis galima būtų apdoroti tuos signalus, būtina sukurti programinę įrangą, galinčią dirbti su terabaitiniais failais. Šiandien sunku rasti kompiuterį, į kurį toks duomenų kiekis išvis tilptų, o juk dar reikia vykdyti tam tikras procedūras. Kada bus išspręstos šitos problemos, bus galima labai daug.. nuveikti ir žmogaus medicininėje diagnostikoje, ir ekologijoje. Bus galima skaičiuoti žemės ateities modelius.
- Oho, tai jūs prognozuosite žemės ateitį?
- J. V. V. Na, ateities dar neprognozuojam, bet sukuriam instrumentą, kuris galės prognozuoti daugelį labai sudėtingų sistemų, evoliuciją ar joje vykstančius procesus.
- Vėl noriu grįžti prie darbo, už kurį jūs ir jūsų kolegos gavot Mokslo premiją. Kokią vietą CERN‘o eksperimente, kuris, kaip supratau, yra milžiniškas pasaulio intelektinių jėgų poligonas, užima jūsų darbas? Eilinio kareivio ar, tarkim, bataliono?
- J. V. V. Mūsų visas indėlis yra, švelniai tariant, mikroskopinis. Bet ir šitas mikroskopinis indėlis gali būti pakankamai reikšmingas visam projektui. Pavyzdžiui, šiuo momentu yra nežinoma, kaip kai kurios medžiagos elgiasi ... apšvitinamos. Dabar egzistuojantys metodai neleidžia sukontroliuoti tos medžiagos savybių, nes visos šiuo metu naudojamos tų medžiagų tyrimo metodikos reikalauja bandinį išimti iš apšvitinimo zonos. Jis įdedamas į tam tikrą aparatūrą, kurioje galima nustatyti viską, kas jam atsitiko švitinant. Bet tarp to momento, kada jis yra apšvitinamas ir kada jį galima pradėt tyrinėti, turi praeiti pakankamai ilgas laikas, nes šitas apšvitintas prietaisas pats tampa radioaktyvus ir tol, kol jo indukuotas radioaktyvumas neišnyksta, tol jo negalima tyrinėti.
- Ir jūs šią problemą išsprendėt?
- J. V. V. Mes pasiūlėm tam tikrą metodiką ir tuo pačiu prietaisą, kuriuo būtų galima kontroliuoti objektą net ir tuo metu, kada jis yra apšvitinimas. Šiuo metu mes vykdome Aukštųjų technologijų ir pramonės plėtros programoje numatytą užduotį – sukurti mobilų prietaisą, su kuriuo CERN‘o eksperimento metu būtų galima patikrinti, kaip elgiasi įvairūs puslaidininkiai stiprios apšvitos zonoje.
- Ar galit šiek tiek išsamiau papasakoti, koks yra prietaiso veikimo principas?
- J. V. V. Pradžioj šiek tiek istorijos. Pirmiausia Lietuvoje prasidėjo darbai, kai buvo mėginama sukurti radiacijai atsparią elektroniką. Ir tada jau tuose darbuose dalyvavo akademiko Juro Poželos grupė. Vėliau išaiškėjo, kad pačių jutiklių radiacinis atsparumas taip pat yra labai reikšminga problema ir tuo metu į tuos darbus jau įsijungėme ir mes, Vilniaus universiteto puslaidininkių fizikos katedra ir Medžiagotyros ir Taikomųjų mokslų institutas. Nagrinėjant išaiškėjo, kad vienas iš patraukliausių variantų ir yra šis rentgeno spindulių detektorius. O tolesniuose darbuose jau prasidėjo paieškos tų medžiagų, kurios yra ypatingai radiacijai atsparios ir tokiu būdu ta bendra mūsų komanda dirbo keliomis kryptimis.
Kita mūsų darbo šaka grindžiama tuo, kad savo tyrimuose mes pirmieji atkreipėm pasaulio mokslo bendruomenės dėmesį, kad yra sukurta nauja medžiaga, kuri gali konkuruoti su visais iki šiol esančiais detektoriais savo radiaciniu atsparumu. Ir būtent mes esam subūrę tarptautinį kolektyvą, kuriame tikriname, kiek iš tikrųjų efektyvi yra ta mūsų pasiūlyta medžiaga.
- Ir kokia tai medžiaga?
- J. V. V. Tai yra pusiauizoliuojantis galionitridas. Tai yra medžiaga, kuri šiuo momentu demonstruoja pakankamai gerus rezultatus. Ji yra sukurta dirbtinai, tokių kristalinių plokščių pavidalu.
- Ar ši medžiaga, pusiauizoliuojantis galionitridas, sukurta Lietuvoje?
- J. V. V. Ne, ne Lietuvoje. Kol kas pasaulyje tiktai trys firmos sugeba juos užauginti, ir tiktai dviejų firmų gauti rezultatai yra šiek tiek patenkinami.
- O Lietuvoje būtų galima užsiimti šių kristalų gamyba?
- J. V. V. Taip, tokios mintys egzistuoja ir kalbant apie Saulėtekio slėnį, mokslinio parko projektą, jo programoje numatytas bandymas konkuruoti šią kryptimi.
- Kaip atrodytų tokių kristalų gamykla?
- Na, tai pakankamai sudėtingos technologijos, kad būtų galima greitosiomis papasakoti... Beje, yra perspektyvesnių sričių, nei galionitridų gamyba. Tokių sričių, kur galime kažką pasiekti, prie kurių pasaulis dar vos vos pradeda liestis. Pavyzdžiui - organinių medžiagų panaudojimas puslaidininkių elektronikoj.
- Ir kaip tai atrodytų?
- J. V. V. Šiuo momentu vykdomas Lietuvos pramonės plėtros projektas, kuriame yra mėginama sukurti spalvotus šviestukus. Reikia atrasti organines medžiagas, prie kurių pridėjus elektrinį lauką, jos pradėtų spinduliuoti. Kalbant supaprastintai, atrasti medžiagas, kurios pakeistų dabartinius skystus kristalus. Tiesiog atsiranda švytintis ekranas, kurį galima daryti bet kokio dydžio, jį vynioti, lankstyti.. Šiam projektui vadovauja profesorius Saulius Juršėnas ir į procesą jau įsijungė visa eilė Lietuvos chemijos įmonių ir mokslo centrų, tame tarpe ir akcinė bendrovė „Vingis“. Lietuvoje yra ilgametis įdirbis skystųjų kristalų, puslaidininkių, tekstilės, plastmasių srityje.
Pasaulyje tik pradėta dirbti srityje, tad akivaizdu, kad Lietuva gali pakankamai reikšmingai įsijungti į konkurenciją dėl tokio tipo produktų rinkos.
- Konkurencija moksle – labai šaunu! Tai vis tik nėra teisūs tie viešos erdvės dejuotojai, kiekviena proga kalbantys apie mirštantį mokslą?
- J. V. V. Mano nuomone, daugiausia šneka tie, kuriems galbūt dėl vienokių ar kitokių priežasčių kas nors nesiseka, nes tiems, kurie jau įsijungę į įvairius rimtus projektus, nėra kada dalyvauti įvairiose diskusijose ir kalbėti..., kaip viskas blogai. Realiai dirbančių balsas tik karts nuo karto pasigirsta išgirstamas. Ir dažniausiai tai yra realių problemų kėlimas: kurlink Lietuvai reikia atkreipti dėmesį, kad atsirastų nauda valstybei.
- O jūsų dalyvavimas CERN‘o eksperimente tokią naudą duotų?
- J. V. V. Akivaizdžią naudą. Pademonstravus, kad mes pajėgūs sukurti tokį prietaisą, turėtų atsirasti užsakymų iš visų partnerių, pradžioje iš tų, kurie dirba jau dirba su CERNu. Nes prietaisas, kuriam nėra analogų pasaulyje, bus paklausus.
- Ir logiška išvada, kad prietaisą galima gaminti Lietuvoje?
- J. V. V. Taip. Ši matavimo technologija pagrįsta mikrobangų generacijos ir registravimo procesais, o šioje srityje ilgametę ir pasaulyje pripažintą patyrimą turi įmonė „Elmika“, kuri ir tapo mūsų partneriu kuriant prietaisą. Beje, tas pats prietaisas yra reikalingas ir jau naudojamas Lietuvos puslaidininkių elektronikos įmonėje „Vilniaus Ventos puslaidininkiai“.
- Reiškia, jūsų patarimas būtų toks – reikia dirbti, o ne skųstis?
- J. V. V. Galima taip pasakyti. Bet negalima pamiršti, kad kokybiško darbo rezultatai neturi tapti vien tik mokslininko asmens problema – reikia vienaip ar kitaip atkreipti valstybės dėmesį – vardan tos pačios valstybės naudos ir prestižo. Tad retkarčiais „verkti“ reikia, jei tai atneša naudos duoda rezultatų. Bet reikia dirbti nepriklausomai nuo to, ar tau valstybė padeda duoda ar ne.
- Dėkui už pokalbį.
Kalbino Ernestas Parulskis
