Prof. Phillipsas: gera diena yra tada, kai išmoksti ko nors naujo, o kai esi mokslininkas – mokaisi kasdien

Taip sutapo, kad, paskyrus šių metų Nobelio fizikos premiją, Vilniaus universitete (VU) vieši fizikas, taip pat Nobelio premijos laureatas Williamas Danielis Phillipsas. Vienas garsiausių pasaulio fizikų tikrai moka pasakoti su užsidegimu ir tam skiria daug laiko – susitikimus su jaunimu, kuriuose kalba apie karjeros moksle džiaugsmus ir svarbą, organizuoja ne tik JAV, bet ir visame pasaulyje, neretai pasitelkdamas ir šou elementų, rašoma universiteto pranešime.

W. D. Phillipsas nebuvo privilegijuotas vaikas, lankęs geriausias mokyklas. Jis – socialinių darbuotojų sūnus iš Pensilvanijos ir visus apdovanojimus ir prizus pasiekė sunkiu darbu. Pats fizikos Nobelio premijos laureatas prisimena, kad jau dešimties buvo įsitikinęs, kad nori būti mokslininku.

„Augant man darėsi vis aiškiau, kad būti mokslininku yra šauniausias dalykas, kokį tik galite įsivaizduoti. Vienas iš mano šūkių – gera diena yra tada, kai išmoksti ko nors naujo. O kai esi mokslininkas, tai beveik visos dienos geros, nes nuolat mokaisi. Ir kartais tai yra kažkas, ko niekas kitas nežinojo. Taip pat prisimenu, kai mokiausi pradinėje mokykloje ir vienas iš mūsų mokytojų mums papasakojo, ką reiškia siekti aukštojo mokslo – įgyti bakalauro, magistro, daktaro laipsnį. Prisimenu, man buvo paaiškinta, kad doktorantūros studijose rašote disertaciją ir tame darbe turi atsispindėti tai, ko niekas kitas dar niekada nedarė. Negalėjau suvokti, kaip taip gali būti. Kaip galėtumėte padaryti ką nors naujo, ko kitas nėra padaręs anksčiau? Ir dabar tai darome kiekvieną dieną“, – prisiminimais dalijosi mokslininkas.

Kas yra laikas?

W. D. Phillipsas tiria atomų sąveikos su šviesa sukeltus reiškinius ir kvantinės informacijos valdymą pavieniais atomų kubitais. Profesorius išplėtojo atomų šaldymo ir kaupimo lazerio spinduliais metodus, sukūrė atomų pagavimo žemose temperatūrose metodą. 1988 m. jis atšaldė atomus iki temperatūros, kuri buvo šešis kartus žemesnė nei anksčiau numatyta teorinė riba. 1997 m. W. D. Phillipsas kartu su kolegomis Claude’u Cohenu-Tannoudji ir Stevenu Chu gavo Nobelio premiją už atomų šaldymo ir kaupimo, pasitelkiant lazerio šviesą, metodų plėtojimą.

Minėti fizikų laimėjimai vėliau leido sukurti pirmąjį Bozė-Einšteino kondensatą – naują egzotinę medžiagos būseną, kurios egzistavimą dar prieš 70 metų numatė Albertas Einsteinas ir Indijos fizikas Satyendra Nathas Bose. Labai žemose temperatūrose susiformuoja milžiniška (kolektyvinė) atomų banga – Bozė-Einšteino kondensatas, kurioje visi atomai yra tos pačios kvantinės būsenos. Šios būsenos atomai yra tokie atšalę ir tokie lėti, kad iš tikrųjų susilieja ir elgiasi kaip vienas kvantinis objektas, kuris yra daug didesnis už bet kurį atskirą atomą.

Spalio vakarą VU Gyvybės mokslų centro Didžiojoje auditorijoje JAV nacionalinio standartų ir technologijų instituto nusipelnęs tyrėjas, Merilando universiteto išskirtinis profesorius skaitė žinomą paskaitą „Laikas, Einsteinas ir šalčiausi dalykai Visatoje“ („Time, Einstein and the Coolest Stuff in the Universe“).

„Albertas Einsteinas atrado įvairiausių dalykų, kurie pakeitė mūsų mąstymą apie Visatos prigimtį, ir toliau daro įtaką mokslui ir technologijoms XXI amžiuje. Jis padarė tiek daug dalykų. Bet turbūt labiausiai Einsteinas garsėja savo reliatyvumo teorija. Reliatyvumo teorija buvo tokia revoliucinga, kad pakeitė mūsų mąstymą apie pačią erdvės ir laiko prigimtį“, – sako Nobelio premijos laureatas.

Kas yra laikas? Kas tai per dalykas, kuris iš ateities pereina į dabartį ir į praeitį, bet visada yra dabartyje? Atsakymas, anot W. D. Phillipso, kurį sugalvojo Einsteinas, gali pasirodyti kiek paviršutiniškas, nes jis pasakė, kad „laikas yra tai, ką matuoja laikrodis“.

„Tačiau rimtai žiūrėdamas į idėją, kad laikas yra tai, ką matuoja laikrodis, Einsteinas pakeitė mūsų idėjas apie tai, kas yra laikas. Bet jei laikas yra tai, ką matuoja laikrodis, kas yra laikrodis? Na, man laikrodis yra kažkas, kas tiksi. Kažkas, kas suteikia jums periodinių įvykių rinkinį, leidžiantį pažymėti dienas, valandas ar minutes. Seniausias laikrodis yra besisukanti Žemė. Kai Žemė sukasi, matome, kaip saulė teka ir leidžiasi, ir pažymime dienas“, – aiškina profesorius.

Kas suteikia tikslesnį laiką?

Nobelio laureatas pasakoja, kad Žemės sukimasis nėra pastovus. Ir tai jam vieną dieną labai dramatiškai paaiškėjo, kai lankėsi JAV karinio jūrų laivyno observatorijoje.

„Ten lankiausi pas kolegą, kuris man ketino parodyti naujausius laikrodžius, kuriuos jie gamino JAV karinio jūrų laivyno observatorijoje. O eidami koridoriumi praėjome pro duris, ant kurių buvo parašyta: „Žemės sukimosi direktorius“. Gana atsakingas darbas, manyčiau. Bet esmė ta, kad Žemės sukimasis nėra pastovus, jis kinta“, – linksmai prisimena profesorius.

Vis dėlto, pasak W. D. Phillipso, tikslesnį laiką mums suteikia tas dalykas, kuris tiksi taisyklingiausiai, o tai yra atomų tiksėjimas. Tarptautiniu susitarimu nuspręsta, kad laiko trukmė bus matuojama vadinamąja atomine sekunde. Atominiai laikrodžiai, geriausi kada nors pagaminti laikmačiai, yra vienas iš šiuolaikinio mokslo ir technologijų stebuklų. Tokie itin tikslūs laikrodžiai yra būtini pramonėje, prekyboje ir moksle – jie yra palydovinės navigacijos sistemų, kurios nukreipia automobilius, lėktuvus ir keliautojus į paskirties vietas, šerdis.

Šiandien geriausi pirminiai atominiai laikrodžiai, naudojantys itin šaltus atomus, pasiekia kelių sekundžių tikslumą per 300 milijonų metų, tuo tarpu naujos kartos atominiai laikrodžiai verčia mus iš naujo apibrėžti, ką reiškia laikas. Itin šalti atomai, kurių temperatūra gali būti žemesnė nei milijardinė laipsnio dalis virš absoliutaus nulio, leidžia išbandyti kai kurias keisčiausias Einsteino prognozes ir teorijas.

Paskaitos video žiūrėkite čia.