Sario universiteto (Didžioji Britanija) mokslininkas Vidas Regelskis trumpam grįžo į savo buvusią mokymosi įstaigą – Kauno technologijos universitetą (KTU) – ir studentams atskleidė matematinės fizikos paslaptis.
KTU taikomosios fizikos programos absolventas dr. V. Regelskis Matematikos ir gamtos mokslų fakultete (MGMF) vedė penkių dienų paskaitų ciklą „Įvadas į klasikines ir kvantines integruojamas sistemas“.
Perspektyvaus mokslininko biografijoje – stažuotės ir skaityti pranešimai Kembridžo, Oksfordo, Edinburgo, Toronto, Monrealio universitetuose, Ciuricho technologijos universitete ir Karaliaus koledže Londone.
Nuo šių metų pradžios V. Regelskis yra Didžiosios Britanijos Inžinerinių ir fizikinių mokslinių tyrimų tarybos (EPSRC) podoktorantūrinės stipendijos laureatas ir dirba Sario universitete. Prieš tai jis dirbo mokslo bendradarbiu kitoje šios šalies aukštojoje mokykloje – Jorko universitete, kuriame prieš dvejus metus apgynė mokslų daktaro laipsnį.
V. Regelskis papasakojo, kodėl pasirinko fiziką, ar juodoji energija gali tapti neišsemiamu energijos šaltiniu, kuo Lietuva gali nustebinti pasaulį ir kokių savo įspūdingai prasidedančios mokslinės karjeros perspektyvų mato.
KTU baigėte taikomosios fizikos studijas. Kodėl pasirinkote būtent jas?
Fizikos mokslas buvo įdomus tuo, kad padėjo atsakyti į klausimus, kurie man rūpėjo nuo mažens: kodėl žolė žalia, o saulė geltona, kodėl dangus dieną mėlynas, o naktį juodas, nors jame yra begalinis skaičius žvaigždžių.
Studijos Kaune buvo labai plačios – teko studijuoti ne tik fiziką, matematiką, bet ir chemiją, elektroniką, informacines technologijas, vadybą ir ekonomiką bei daugybę kitų dalykų. Jie tuo metu atrodė mažai susiję su pagrindine studijų kryptimi, tačiau šios žinios vėliau pasirodė labai naudingos. Aš labai džiaugiuosi įgijęs tokį platų išsilavinimą KTU.
Studijų metu, padedamas KTU docento Vytauto Janiliono, profesorės Dianos Adlienės ir dėstytojo Gedimino Adlio, buvau išvažiavęs stažuotis į Paulo Scherrerio institutą Šveicarijoje, ten susidomėjau dalelių fizika. Tai paskatino tęsti teorinės fizikos krypties studijas, o vėliau gavau pasiūlymą studijuoti matematinę fiziką Jorko universitete. Šiuo metu esu podoktorantūros stažuotojas Sario universitete, tačiau tai tik tarpinė stotelė.
Mokslo pasaulyje, ypač fizikoje, yra tikimasi, kad jaunasis mokslininkas, pabaigęs doktorantūros studijas, atliks 2 ar 3 podoktorantūrines stažuotes, kurių kiekviena trunka 2–3 metus, ir geriausia, jei kiekviena jų atliekama ne tik skirtinguose universitetuose, bet ir skirtingose šalyse: mokslas sėkmingai vystomas ne užsidarius tarp keturių sienų, o aktyviai bendradarbiaujant su kolegomis iš viso pasaulio.
Minėjote, kad Šveicarijoje gilinotės į dalelių fiziką. Viešojoje erdvėje nuolat galima išgirsti kalbų, kad mokslininkai jau per žingsnį nuo juodosios materijos ir juodosios energijos atradimo. Kaipgi yra iš tikrųjų?
Terminas „juodoji materija“ atsirado dėl matematinio modeliavimo ir eksperimentinių duomenų neatitikimo bandant suprasti galaktikų judėjimą kosmoso platybėse.
Galaktika – tai gravitaciškai susijusi juodųjų bedugnių, žvaigždžių ir jų palydovų (planetų, asteroidų) bei tarpžvaigždinės medžiagos – kosminių dulkių ir dujų – sistema, besisukanti apie bendrą masės centrą. Jos būna itin įvairaus dydžio, nuo nykštukinių, kurias sudaro „tik“ dešimtys milijonų žvaigždžių, iki gigantiškųjų, turinčių šimtus trilijardų žvaigždžių.
Galaktikos savo forma primena ne visiškai taisyklingai besisukantį diską. Atlikus galaktikų sukimosi matematinius modeliavimus labai dideliam skaičiui galaktikų ir palyginus su stebėjimų rezultatais, paaiškėjo, kad astronomų išmatuota galaktikų masė daug mažesnė, nei apskaičiuota pagal jų stebimą sukimąsi. Šis neatitikimas buvo pavadintas juodąja materija. Tai materija, apie kurią žinome tik dėl jos gravitacinio poveikio galaktikų dinamikai. Ji vadinama juodąja, nes nežinoma jos prigimtis. Galbūt į šį klausimą ateityje galės atsakyti mokslininkai, dirbantys su Didžiuoju hadronų greitintuvu (LHC) Europos branduolines fizikos centre (CERN) Šveicarijoje.
Šalia juodosios materijos dar egzistuoja juodoji energija, kuri, kaip manoma, atsakinga už visatos plėtimosi greitėjimą. Bet apie juodąją energiją žinoma dar mažiau. Įdomu tai, kad mūsų visatą sudaro 68 proc. juodosios energijos, 27 proc. juodosios materijos ir tik 5 proc. įprastinės materijos, kuri sudaro visas žvaigždes, planetas ir tai, kas jose, taip pat ir mus. O mes žinome tiek mažai apie mus supantį pasaulį.
Kuo svarbi juodoji energija žmonėms? Ar, ją atradus, mūsų gyvenimas pasikeistų?
Jei pavyktų juodąją energiją paversti elektros energija, turėtume neribotą energijos šaltinį, bet ateitų labai sunkūs laikai iškastinio kuro eksportuotojams. Tačiau šis scenarijus kol kas tinkamas tik mokslinės fantastikos filmams apie ateitį kurti.
Per paskaitas KTU studentams dėstėte kvantinę fiziką. Kvantinė fizika ne mokslininkui – daug klausimų keliantis terminas. Kas yra klasikinės ir kvantinės integruojamosios sistemos, apie kurias išgirdo studentai?
Klasikinė integruojamoji sistema, kurią mes visi gerai pažįstame, – materialaus taško judėjimas išorinio potencialo lauke, pavyzdžiui, krepšinio kamuolio judėjimas žemės gravitacijos lauke. Ar kamuolys įkris į krepšį, priklauso nuo kamuolio pradinio greičio ir išmetimo kampo. Todėl kiekvieną krepšininką galima vadinti daugiau ar mažiau geru fiziku.
Bene svarbiausias integruojamųjų sistemų pavyzdys yra šviesos signalų sklidimas optiniais kabeliais, be kurių tiesiog neįmanomas greitaeigis internetas.
Kvantinės integruojamosios sistemos naudojamos modeliuojant fizikinius procesus kristaliniuose kūnuose, pavyzdžiui, metaluose ir puslaidininkiuose. Kvantiniai efektai tampa vis svarbesni mikroprocesorių gamyboje technologiniams procesams artėjant prie atomų lygmens.
Aš specializuojuosi kvantinių algebrų teorijos srityje. Analizuojant tokias teorijas sukuriama daugybė naujų matematinės fizikos metodų, o jie vėliau taikomi sprendžiant fizikines problemas, pavyzdžiui, nagrinėjant magnetines savybes ir fazinius virsmus aukštatemperatūriuose superlaidininkuose.
Ar fizikos mokslų potencialas Lietuvoje didelis?
Fizikos žinios labai universalios, nes visas mūsų pasaulis veikia pagal vienokius ar kitokius fizikinius dėsnius. Manau, kad Lietuvai itin paranku investuoti į žmogiškąjį kapitalą, nes pasaulį labiausiai nustebinti galime dviem dalykais – nuostabia gamta ir išsilavinusiais žmonėmis.
Tebūnie tai fizikos, matematikos ir informatikos simbiozė. Britanijoje šiuo metu itin akcentuojamas STEM (angl. Science, Technology, Engineering, Mathematics) mokymas mokyklose bei universitetuose, nes šių sričių specialistų labiausiai trūksta ne tik Britanijoje, bet ir visoje Europos Sąjungoje. Tai taip pat akcentuojama Europos Komisijos mokslinių tyrimų ir inovacijų struktūrinėje programoje „Horizon 2020“. O Lietuva juk ne veltui yra Europos viduryje!
Skaitėte mokslinius pranešimus ir atlikote stažuotes prestižiniuose pasaulio universitetuose. Kuo jie skiriasi nuo „paprastų“ aukštųjų mokyklų?
Studijų programos užsienio universitetuose dažnai būna labai specializuotos, palyginti su studijų programomis Lietuvoje. Paskaitų taip pat daug mažiau, tačiau iš studentų tikimasi labai daug individualių pastangų. Studentai praleidžia didelę savo laiko dalį universiteto bibliotekoje, studijuodami vieni ar grupėse. Biblioteka visada būna vienas svarbiausių universiteto pastatų.
Universiteto dėstytojai didžiąją dalį savo laiko skiria moksliniam darbui – pedagoginis krūvis sudaro ne daugiau kaip trečdalį jų darbo krūvio. Bendravimas tarp dėstytojų ir studentų labai atviras ir neformalus, aktyviai stengiamasi įtraukti studentus į mokslinę veiklą.
Akademinių studijų metu beveik kiekvieną savaitę dėstytojai kartu su studentais renkasi į mokslinius klubus ir nagrinėja įdomias pasirinktas mokslines temas, apžvelgia naujausius mokslinius straipsnius ir tyrimų kryptis, kartu studijuoja pasirinktą akademinį dalyką ir pasikeičia vaidmenimis. Tokie užsiėmimai, kurie kartais užsitęsia net iki vidurnakčio, dar kartais vadinami „rusiškais seminarais“. Vienas pagrindinių jų akcentų – daug karštos arbatos ir šokoladinių sausainių.
Esate D. Britanijos Inžinerinių ir fizikinių mokslinių tyrimų tarybos podoktorantūrinės stipendijos laureatas. Kokių akademinės karjeros ambicijų dar turite?
Podoktorantūriniai stažuotojai dažnai dirba prie projektų, kuriuos nurodė jų moksliniai vadovai. Ši stipendija man suteikia galimybę plėtoti savo pasirinktos krypties tyrimus. Turiu visišką akademinių veiksmų laisvę, tačiau dirbant individualiai yra didesnė nesėkmės tikimybė. Tikiuosi, kad man pavyks išvengti nesėkmių ir toliau kopti karjeros laiptais. O kur jie nuves, dabar dar labai anksti prognozuoti.
KTU