10 LAT W UNII EUROPEJSKIEJ. To był projekt nietypowy, bo nie dla zespołu, tylko dla jednej osoby i przede wszystkim nie do pracy nad konkretnym problemem, tylko w celu podniesienia kwalifikacji
Nie buduje się więc zespołu, tylko wyjeżdża na wybraną uczelnię, tak, aby po zakończeniu stypendium stać się prawdziwym liderem nowoczesnych i istotnych badań. Stypendysta sam wybiera uczelnię, która również musi go zaakceptować jako swojego pracownika. Stypendium jest prestiżowe, więc konkurs jest trudny (konkurencja z całej UE); ocenia się potencjał kandydata, jakość uczelni i oczywiście samego projektu. Słowem, liczy się, kto, gdzie i po co wyjeżdża.
– Nie było dla mnie bardziej idealnego miejsca niż University of Cambridge, jedna z najlepszych uczelni w historii świata. 800 lat nieprzerwanej działalności, wysokie lokaty w rankingach i wielu noblistów wśród absolwentów – mówi prof. dr hab. inż. Arkadiusz Wójs z Instytutu Fizyki PWr. Właśnie Cambridge wybrał do realizacji przyznanego mu stypendium „Marie Curie”. Przez dwa lata zajmował się badaniem grafenu, i to akurat w czasie, gdy było o nim głośno: za jego odkrycie w 2010 roku Andriej Gejm i Konstantin Nowosiołow otrzymali Nagrodę Nobla.
Grafen, czyli pojedyncza warstwa atomów węgla połączonych w sześciokąty jak plaster miodu, jest nazywany cudownym materiałem przyszłości. Sto razy mocniejszy niż stal, przewodzi ciepło i prąd elektryczny kilkadziesiąt razy lepiej niż krzem. Lekki, przezroczysty i tak elastyczny, że można go rozciągnąć nawet o 20 proc. – stąd pomysł na przejrzyste i zwijane w rolkę wyświetlacze dotykowe. Mówi się, że grafen wyprze krzem, na którym pracują dziś komputery i większość nowoczesnych urządzeń. Na razie ma jedną wadę – jego produkcja jest bardzo kosztowna (od kilkudziesięciu do kilkuset dolarów za centymetr kwadratowy, zależnie od metody wytwarzania).
Nie ma wątpliwości, że może zrewolucjonizować elektronikę i pod tym kątem profesor Wójs badał grafen na Uniwersytecie Cambridge, w Cavendish Laboratory, czyli na tamtejszym Wydziale Fizyki.
– Gra idzie o marzenia, czyli o stworzenie komputera kwantowego o niewyobrażalnych możliwościach. Takiego, który pewne obliczenia byłby w stanie wykonywać nieskończenie szybciej od komputerów „konwencjonalnych” i dzięki temu potrafił rozwiązywać problemy niemożliwe z powodu zbyt dużej złożoności matematycznej. To fascynujące wyzwanie, a konsekwencji oczekiwanego sukcesu nie sposób przewidzieć, podobnie jak w przeszłości było z wieloma rewolucyjnymi wynalazkami, np. z Internetem – mówi profesor. – Problemem jest m.in. ulotność pamięci kwantowej, pracujemy nad tym, aby była bardziej trwała – dodaje.
Jedną z propozycji ochrony informacji kwantowej przed utratą jest użycie do jej zapisu hipotetycznych cząstek kwantowych. Ich istnienie w przyrodzie nie zostało jeszcze potwierdzone doświadczalnie. Przypuszcza się, że mogą one występować w szczególnych, odkrytych niedawno stanach materii kwantowej – tzw. „cieczach kwantowych”, utworzonych nie przez atomy, ale przez elektrony.
– To szczególnego rodzaju cząstki, które w odróżnieniu od tak znanych cząstek jak elektron, proton czy foton, mają coś w rodzaju pamięci trajektorii. Stan kwantowy ich grupy zależy od tego, którędy każda z nich dotarła na swoje obecne miejsce – opowiada Arkadiusz Wójs. Jego badania w Anglii dotyczyły właśnie cieczy kwantowych. Prowadził je teoretycznie, za pomocą obliczeń na superkomputerach, we współpracy z wybitnymi naukowcami z Cambridge, Oxfordu i Pennsylvania State University. Bezpośrednim opiekunem jego projektu, osobą odpowiedzialną ze strony Cambridge, był sławny fizyk profeosr Peter Littlewood.
– Niezwykła jest ta kumulacja geniuszu w jednym miejscu, tam jest zupełnie jak w filmie „Piękny umysł”. W takim środowisku ambicje szybko rosną. Miałem już wcześniej doświadczenia zagraniczne, podczas doktoratu w Kanadzie i późniejszego stażu w USA, ale takiego sposobu myślenia jak w Cambridge wcześniej nie znałem. Nacisk na natychmiastowe efekty badań, skutkujący pośpiechem w wyborze i realizacji tematów badawczych, podejmowaniem drobniejszych wyzwań i mnożeniem podobnych do siebie artykułów w szacownym Cambridge jest mniejszy niż gdzie indziej. Tempo pracy spokojniejsze, czyta się i rozmawia więcej niż pisze, a więc publikuje rzadziej, ale za to rzeczy naprawdę wyjątkowe – opowiada stypendysta.
Przyznaje, że skonstruowanie komputera kwantowego to zadanie na kilkadziesiąt lat dla wielu naukowców. - Wyniki badań z Cambridge nie są na razie przełomowe, ale niewątpliwie wysoko cenione w środowisku naukowym – mówi profesor. Od czasu stypendium zaczął regularnie publikować w najlepszym czasopiśmie fizycznym na świecie „Physical Review Letters”.
Tematykę przywiezioną z Cambridge kontynuuje na Politechnice Wrocławskiej, z nowym zespołem studentów i młodych pracowników we współpracy z profesor Jainendrą Jainem z Pennsylvania State University (kandydatem do Nobla za teorię tzw. „złożonych fermionów”), z profesor Stevenem Simonem z Oxfordu, profesor Nigelem Cooperem z Cambridge oraz z profesor Pawłem Hawrylakiem z National Research Council of Canada (profesorem honorowym Politechniki Wrocławskiej), z którymi regularnie publikuje.
Konsekwencją pobytu w Cambridge było także podpisanie umowy o współpracy między Laboratorium Cavendisha a Politechniką Wrocławską, dzięki której pierwszy student naszej uczelni zdążył już wyjechać do Cambridge na doktorat z fizyki.
Aneta Augustyn
**Projekt unijny „Marie Curie” – Intra-European Fellowship (2008-2010). Opto-electronic properties of graphene and other carbon nanostructures (Optoelektroniczne właściwości grafenu i innych nanostruktur węglowych).