Lietuvos mokslų akademijoje Vilniuje praėjusią savaitę buvo įteiktos 2005 metų mokslo premijos. „Omni.lt“ nusprendė pasmalsauti, kas slypi už gąsdinamai skambančių premijuotų darbų pavadinimų.
Apie naujos kartos puslaidininkius, mokslą Lietuvoje ir Lietuvos mokslą pasaulyje kalbamės 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 visi šie žodžiai žinomi iš vidurinės mokyklos fizikos pamokų. Bet visi kartu jie tampa mįsle. Ar galėtumėte supaprastintai paaiškinti, koks šio darbo objektas?
– Šiame darbe kalbama apie radiaciją, kurią suprantame kaip rentgeno spindulius, gama spindulius ir įvairias kitas didelę energiją turinčias daleles – protonus, neutronus. Apibendrintai tai vadinama jonizuojančia spinduliuote.
Ji šiuo metu labai reikšminga tiek nagrinėjant įvairius ekologinius klausimus, tiek sprendžiant medicinos, moderniosios medicinos technologijų problemas. Jonizuojanti spinduliuotė tapo ypač reikšminga gilinantis į mūsų supratimą apie pasaulio sandarą. Tai yra aktualu ir žvelgiant į dangų rentgeno bei gama teleskopais, ir stengiantis prasiskverbti į medžiagos sandarą subatominiu lygiu.
Norint atsakyti į klausimą, kodėl kūnai turi masę, reikia išnagrinėti, iš ko susideda ir kaip tarpusavyje sąveikauja 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 skirtingomis kryptimis lekiantiems protonų srautams bus galima registruoti tas daleles, dėl kurių kūnai turi masę. Kad tos visos dalelės būtų registruotos, 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 kuriant šį detektorių?
– (Šypteli) Detektorius, kuris turi registruoti dalelių trajektorijas, yra maždaug šešių aukštų pastato dydžio konstrukcija, prikimšta įvairiausios rūšies tas daleles registruojančių prietaisų. Mus dominanti sritis – 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 kelis klausimus – kaip pagreitinti patį eksperimentą, kad jis netrūktų tiek ilgai, kiek dabar 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?..
– 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 šis pagamintas produktas kaip nors vėliau galėtų būti pritaikytas praktiškai?
– Šiuo atveju pateiksiu pavyzdį, kuris gimė taip pat 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 iš esmės pakeitė pasaulį.
– O kai eksperimentas baigsis, kaip jo rezultatai paveiks, atsiprašau už banalią formuluotę, žmonijos raidos istoriją?
– 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 sprendžiant kitas problemas.
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 apskritai būtų galima apdoroti tuos signalus, reikia sukurti programinę įrangą, galinčią dirbti su terabaitiniais failais. Šiandien sunku rasti kompiuterį, į kurį toks duomenų kiekis apskritai tilptų, o juk dar reikia vykdyti tam tikras procedūras. Kada bus išspręstos šitos problemos, bus galima labai daug nuveikti ir medicinos diagnostikoje, ir ekologijoje. Bus galima skaičiuoti Žemės ateities modelius.
– Oho, tai jūs prognozuosite Žemės ateitį?
– 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 gavote Mokslo premiją. Kokią vietą CERN‘o eksperimente, kuris, kaip supratau, yra milžiniškas pasaulio intelektinių jėgų poligonas, užima jūsų darbas? Eilinio kareivio ar, tarkim, bataliono?
– Mūsų visas indėlis yra, švelniai tariant, mikroskopinis. Bet ir šitas mikroskopinis indėlis gali būti gana reikšmingas visam projektui. Pavyzdžiui, šiuo metu nežinoma, kaip kai kurios medžiagos elgiasi... apšvitinamos. Dabartiniai metodai neleidžia sukontroliuoti tos medžiagos ypatybių, 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 pradėti tyrinėti, turi praeiti gana daug laiko, nes šitas apšvitintas prietaisas pats tampa radioaktyvus ir kol jo indukuotas radioaktyvumas neišnyksta, tol jo negalima tyrinėti.
– Ir jūs šią problemą išsprendėte?
– Mes pasiūlėm tam tikrą metodiką ir kartu prietaisą, kuriuo būtų galima kontroliuoti objektą net ir tada, kai jis apšvitinamas. 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 galite šiek tiek išsamiau papasakoti, koks yra prietaiso veikimo principas?
– Šiek tiek istorijos. Pirmiausia Lietuvoje prasidėjo darbai, kai buvo mėginama sukurti radiacijai atsparią elektroniką. Ir jau tada tuose darbuose dalyvavo akademiko Juro Poželos grupė. Vėliau išaiškėjo, kad pačių jutiklių radiacinis atsparumas taip pat yra labai reikšminga problema. Tuo metu į tuos darbus įsitraukėme ir mes, Vilniaus universiteto puslaidininkių Fizikos katedra bei Medžiagotyros ir taikomųjų mokslų institutas. Nagrinėjant išaiškėjo, kad vienas iš patraukliausių variantų ir yra šis rentgeno spindulių detektorius. O tolesniuose darbuose prasidėjo paieškos tų medžiagų, kurios yra ypač radiacijai atsparios. Taigi 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 esame subūrę tarptautinį kolektyvą, kuris tikrina, kiek iš tikrųjų veiksminga mūsų pasiūlyta medžiaga.
– Ir kokia tai medžiaga?
– Tai yra pusiauizoliuojantis galionitridas. Tai yra medžiaga, kuri šiuo metu demonstruoja gana gerus rezultatus. Ji sukurta dirbtinai, atrodo kaip kristalinės plokštės.
– Ar ši medžiaga – pusiauizoliuojantis galionitridas sukurta Lietuvoje?
– Ne, ne Lietuvoje. Kol kas pasaulyje tiktai trys įmonės sugeba juos užauginti ir tiktai dviejų įmonių gauti rezultatai yra šiek tiek patenkinami.
– O Lietuvoje būtų galima užsiimti šių kristalų gamyba?
– Taip, yra tokių minčių. Kalbant apie Saulėtekio slėnį, mokslinio parko projektą, jo programoje numatytas bandymas konkuruoti šią kryptimi.
– Kaip atrodytų tokių kristalų gamykla?
– Na, tai gana 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 elektronikoje.
– Ir kaip tai atrodytų?
– Šiuo metu vykdomas Lietuvos pramonės plėtros projektas, kuriame mėginama sukurti spalvotus šviestukus. Reikia atrasti organines medžiagas, prie kurių pridėjus elektrinį lauką, jos pradėtų spinduliuoti. Kalbant supaprastintai, atrasti medžiagas, kurios pakeistų dabartinius skystuosius kristalus. Tiesiog atsiranda švytintis ekranas, kurį galima daryti bet kokio dydžio, jį vynioti, lankstyti.. Šiam projektui vadovauja profesorius Saulius Juršėnas ir į procesą jau įsitraukė keletas Lietuvos chemijos įmonių ir mokslo centrų, taip pat ir akcinė bendrovė „Vingis“. Lietuva turi ilgametį įdirbį skystųjų kristalų, puslaidininkių, tekstilės, plastmasių srityje.
Pasaulyje tik pradėta dirbti šioje srityje, tad akivaizdu, kad Lietuva gali gana reikšmingai konkuruoti dėl tokio tipo produktų rinkos.
– Konkurencija moksle – labai šaunu! Tai vis dėlto neteisūs tie, kurie kiekviena proga dejuoja dėl mirštančio mokslo?
– Mano nuomone, daugiausia šneka tie, kuriems galbūt dėl vienokių ar kitokių priežasčių kas nors nesiseka, nes tiems, kurie jau įsitraukę į įvairius rimtus projektus, nėra kada dalyvauti įvairiose diskusijose ir kalbėti, kaip viskas blogai. Realiai dirbančių balsas tik kartkartėmis pasigirsta. Ir dažniausiai tai yra realių problemų kėlimas: kur link Lietuvai reikia atkreipti dėmesį, kad būtų naudos valstybei.
– O jūsų dalyvavimas CERN‘o eksperimente tokios naudos duotų?
– Akivaizdžios naudos. Pademonstravus, kad mes pajėgūs sukurti tokį prietaisą, turėtų atsirasti užsakymų iš visų partnerių, pirmiausia iš tų, kurie dirba jau dirba su CERN‘u. Nes prietaisas, kuriam nėra analogų pasaulyje, bus paklausus.
– Ir logiška išvada, kad prietaisą galima gaminti Lietuvoje?
– 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“.
– Vadinasi, jūsų patarimas būtų toks – reikia dirbti, o ne skųstis?
– Galima taip pasakyti. Bet negalima pamiršti, kad kokybiško darbo rezultatai neturi tapti vien tik mokslininko asmens problema – šiaip ar taip, reikia atkreipti valstybės dėmesį – dėl tos pačios valstybės naudos ir prestižo. Tad retkarčiais „verkti“ reikia, jei tai atneša naudos. Bet reikia dirbti nepriklausomai nuo to, ar tau valstybė padeda, ar ne.
– Dėkui už pokalbį.
Kalbino Ernestas Parulskis
