Į “Mokslo Lietuvos” klausimus atsako akad. Algis Petras PISKARSKAS.

Gerbiamasis Profesoriau, Jūsų sveikinimo žodis knygos “Photosynthetic Excitons” autoriams, pristatant veikalą, buvo labai platus ir šiltas. Gal dar viena kita mintimi pasidalytumėte ir su laikraščio skaitytojais?

Šios knygos pasirodymas - tai reikšmingas Lietuvos mokslo įvykis. Monografija apibendrina prof. Leono Valkūno mokyklos darbą, ir tos mokyklos bendradarbiavimą su Amsterdamo universiteto Olandijoje prof. Rienk van Grondelle laboratorija. Knygoje aprašoma ne tik siaura mokslinė sritis, kaip kad dažnai monografijose būna, bet aprėpiama labai daug bendrų fizikinių eksitonų fizikos dalykų. Todėl šiai monografijai prognozuoju gana ilgą gyvavimo trukmę. Tai geras vadovėlis aukštesnių kursų studentams, ypač doktorantams.

Pridursiu, kad Singapūro leidykla “World Scientific” mokslo pasaulyje yra labai žymi. 1994 m. toje leidykloje buvo išspausdintas Ahmedo Zeveilo, praėjusių metų Nobelio premijos laureato, veikalas. Tad ir savo sveikinimo kalboje pajuokavau, jog tai gali būti geras ženklas.

Kur gimsta chemija

Naująją knygą reikėtų vertinti iš mokslinių bei praktikos pozicijų. Kalbant apie mokslinę knygos vertę, nagrinėjama moderni sritis, susijusi su pirminiais vyksmais atomuose ir molekulėse, ypač molekulių ansambliuose. Tie pirminiai vyksmai susiję su eksitoniniu sužadinimu, kuris trunka labai trumpais laiko intervalais – nuo pikosekundžių iki femtosekundžių. Atomų ir molekulių pasaulyje tai akimirksnis. Tuos laiko intervalus pamatuoti labai sunku. Štai čia ir gali praversti lazeriai, kuriais galima generuoti itin trumpus šviesos pliūpsnius ar impulsus. Panaudojant įvairiaspalvius impulsus galima tarsi zonduoti, “iščiupinėti” tas molekules, ištirti, kada jos sužadinamos, kaip tas sužadinimas keliauja per molekules. Pasirodo, kad tas sužadinimas pasiskirsto ne šiaip šokinėdamas nuo vienos molekulės prie kitos, bet susižadina visas molekulių ansamblis. Tarpusavyje sąveikaudamos molekulės tą sužadinimo energiją tam tikrą laiką išlaiko, ja naudojasi, o paskui tą energiją atiduoda. Tas atidavimas dažniausiai baigiasi krūvininkų atskyrimu, kitaip sakant, susidaro elektronų poros, kurios, pasirodo, inicijuoja tolesnes chemines reakcijas. Tai, apie ką klausiate, yra tarsi pati chemijos pradžia, elementariausi cheminiai vyksmai, kurie vyksta atomuose bei molekulėse ir per itin trumpus laiko intervalus.

Be molekulinės chemijos dabarties mokslas neišsivers

Iš tikrųjų šių vyksmų chemikai nenagrinėja, o fizikams – aktualu. Kita vertus, jau esama ir femtochemijos termino. Tačiau iš tikrųjų ten fizikiniai vyksmai. Be to, Lietuvoje chemija įsivaizduojama kaip kažkas technologiško, kai vienos molekulės jungiasi su kitomis, gaunamas naujas junginys – trąšos, dažai ar pan. O mes kalbame apie procesus, kurie vyksta užuomazginėje stadijoje, vienoje ar keliose molekulėse.

Tad gal chemija ir būtų gerai suvokta fizika?

Nemanau, iš tikrųjų ne. Bet jei kalbame apie procesus, vyksmus vienos ar kelių molekulių ar net kelių atomų ansamblyje, tai galima vadinti ir fizikiniais procesais, nes jie gerai aprašomi fizikinės teorijos lygtimis. Šios srities mūsų didžiausias autoritetas yra prof. Leonas Valkūnas, kuris tuos procesus sugeba teoriškai aprašyti. Bendradarbiaudamas su eksperimentatoriais jis puikiai įgyvendina teorijos dalykus.

Tikroji chemija, be abejonės, turi savo tyrimų objektą. Visada reikės ir biocheminius procesus nagrinėti. Organinė chemija, ląstelės chemija – be šito dabarties mokslas neišsivers. Sudėtinguose organinių molekulių ansambliuose vyksta pakitimai, kurie skatina naujų medžiagų susidarymą – tai šiuolaikinės ir amžinosios chemijos objektas. Tokia chemija nuo seniausių laikų buvo ir išliks ateityje.

Lazerių fizikos sritys

Lazerinėje fizikoje yra keli ypatingo dėmesio verti objektai: tai lazerinė ultrasparčioji spektroskopija (tai, ką mes su Jumis ir aptariame) – tirianti labai sparčius, taip pat ir gyvosios gamtos procesus.

Lietuvoje lazerinės spektroskopijos ultrasparčiųjų procesų mokykla turi gilias šaknis. Ta mokykla sietina su akad. Povilo Brazdžiūno ir akad. Jurgio Viščako iniciatyvomis. 7-ojo dešimtmečio pabaigoje ir 8-ojo dešimtmečio pradžioje Lietuvoje susiformavo brandus ultrasparčiųjų vyksmų fizikų būrys. Šiandien pristatant knygą matėme ir jauniausius šios tyrimų kartos atstovus, vienas iš jų – energingasis Mikas Vengris. Šis mūsų Fizikos fakulteto auklėtinis ilgą laiką dirbo pas prof. R. van Grondelle ir kitus užsienio profesorius. M. Vengris ir buvo tos knygos “stūmėjas”, nes profesoriai paprastai juk neturi laiko rankioti literatūrą, techniškai apipavidalinti ir pan. Tad M. Vengris galėtų būti ir savotiškas tos knygos neakivaizdinis autorius, nes darbo įdėjo išties nemažai, kad knyga pasirodytų.

Šis pateiktas faktas rodo, jog mano paminėtoji lazerinės spektroskopijos ultrasparčiųjų procesų mokykla plėtojasi, matyt, ją galima būtų vadinti lazerinės ir puslaidininkių fizikos ir, žinoma, molekulinės fizikos sankirta. Mat eksitonų sąvoka ir teorija rutuliojosi iš kietojo kūno teorijos. Fotosintetinių eksitonų problema sėkmingai tyrinėta lietuvių fizikų, kurie ne pirmus metus bendradarbiauja ne tik su olandais, bet ir su švedais. Vertintini bendri darbai padaryti su prof. V. Sundstromu (Sundström), kuris dirba Lundo universitete. Beje, 2002 m. kaip tik ir rengiamės sukviesti pasaulinę konferenciją, kuri vadinsis “Lazeriai gyvybės moksluose”. Paskutinė tokia konferencija vyko Japonijoje ir organizacinis komitetas prašė surengti kitą konferenciją Lietuvoje. Matyt, tai nėra atsitiktinumas. Šioje srityje dirba labai stiprios grupės: tai prof. L. Valkūno, dr. R. Gadono, prof. R. Rotomskio grupės (pastarosios dvi Vilniaus universitete). Pasaulio mokslinei bendrijai tos grupės neblogai žinomos.

Antra sritis – pačios lazerinės fizikos plėtojimas, koherentinė arba lazerinė šviesos generavimo fizika. Ši sritis toli gražu nėra išsemta, nors 1964 m. už tai N. Basovas, A. Prochorovas ir Č. H. Taunsas ir tapo Nobelio premijos laureatai. Kryptis plėtojama, toliau ieškoma įvairių naujų būdų, kaip generuoti koherentinę šviesą, keisti tos šviesos parametrus – bangos ilgį, impulso trukmę, pasikartojimo dažnį, erdvinį bei laikinį koherentiškumą ir t. t. Taigi lazerių fizikos objektas yra ir pačių lazerių fizikinės problemos.

Trečia sritis – lazerinės labai intensyvios spinduliuotės ir medžiagos sąveika. Tai ne tik puslaidininkių fizika, bet net ir tokie paradoksalūs dalykai, kaip lazerinės spinduliuotės ir vakuumo sąveika. Jeigu ta spinduliuotė itin intensyvi ir fokusuojama į vakuumą, tai jis sužadinamas. Kaip žinote, vakuumas fizikų požiūriu nėra tuštuma, bet yra kvantinės elektromagnetinio lauko fluktuacijos. Tai štai intensyvi lazerinė šviesa gali tas lauko fluktuacijas poliarizuoti. Kalbame apie vakuumo poliarizavimą.

Kaip materializuojasi sužadintas arba poliarizuotas vakuumas? Kokį rezultatą gauname? Tada elektromagnetinės bangos turi virsti medžiagos dalelėmis, elektronų-pozitronų poromis. Vaizdžiai tariant, iš nieko gimsta medžiaga?

Ne iš nieko - iš elektromagnetinės bangos. Iš nieko gamtoje niekas ir negimsta. Dalelės gimsta iš sąveikos su elektromagnetinėmis fluktuacijomis. Masės virtimas energija, o energijos - mase yra lygiagretūs procesai. Medžiaga gali būti verčiama į energiją, o iš energijos, šiuo atveju - iš elektromagnetinės energijos, gali atsirasti elementarių dalelių, t. y. masė. Tai kvantinės elektrodinamikos objektas, kuris leidžia samprotauti ir taip, kad Didysis sprogimas, medžiagos atsiradimas galėjo vykti būtent iš elektromagnetinės energijos. Juk ši energija užpildo visą Visatą.

Moksle naudinga paklajoti net žemdirbių tautos vaikams

Reikia pasakyti, kad mūsų fizikų mokyklos, apie kurias kalbėjau, lygiagrečiai plėtojosi Vilniaus universitete ir Fizikos institute. Svarbiausia, jog ši kryptis ligi šiol gyvuoja. Jeigu kitos kryptys, mažėjant finansavimui, slopsta, kai kurios ir nunyko, tai prof. L. Valkūno pastangomis randami kontaktai, jaunimas gali stažuotis užsienyje. Atviroje visuomenėje tai vienintelis būdas ko nors pasiekti. Netgi Vakarų mokslininkai visą laiką juda, organizuoja kontraktus, ir sąvoka “mobilumas” toli gražu nėra tuščias garsas. Lietuviai - žemdirbių tauta, bet moksle naudinga ir paklajoti. Vienoje vietoje pamatai vieną, kitoje - kitą dalyką, idėjas sintezuoji, ir tai nėra pats blogiausias dalykas mokslininkui.

Tačiau ištrūkęs retas kuris besugrįžta. Tampa mums “prarastosios kartos” atstovu.

Iš tikro daugelis, “užsikabinę” gerose užsienio laboratorijose, jau nebegrįžta. Iš mano vadovaujamos Kvantinės elektronikos laboratorijos 8 ar 10 žmonių jau Vakaruose. Bet pabuvę 8-10 metų, pvz., mano buvęs doktorantas Kęstas Staliūnas, jau nori grįžti, habilitaciją gintis Lietuvoje. Mat įsitikino, jog lietuvių Vokietijoje niekas išskėstomis rankomis nelaukia. Juodadarbiai prigyja lengviau, nes už juodą darbą ten geriau moka, dirbti lengviau, bet intelektualesni žmonės labai sunkiai prigyja. Žinau ne vieną vyresnio amžiaus žmogų - išvykę kankinasi. Reikia stengtis verstis čia, Lietuvoje, o prof. L. Valkūnas šitą moka ir kitiems sugeba padėti. Šitaip išlaikoma mokykla.

Panašiai ir Vilniaus universitete. Pvz., Lazerinių tyrimų centras laikosi, nes NATO programai vykdyti gautas 1 mln. Lt - tai programai vadovauja prof. Valdas Sirutkaitis. Pagaliau mūsų Kvantinės elektronikos katedra kartu su Biochemijos ir biofizikos katedra laimėjo tarptautinį konkursą išskirtiniam mokslo ir studijų centrui steigti. Iš Briuselio šiam tikslui skirta 600 tūkst. ekiu (apie 2 mln. Lt), bet daugiausia - mobilumo programai ir šiek tiek medžiagoms. Visą šį projektą sudaro 70 pozicijų, kurių kiekviena įvertinta pinigais ir iš anksto suplanuota veikla.

Lietuvos mokslui pritaikomas varlės efektas

Apibendrindamas pateiksiu vieną palyginimą iš biologijos. Tai vadinamasis “varlės efektas”. Jeigu paimsite varlę, įmesite į puodą su vandeniu ir po truputį šildysite, tai tame puode betupėdama varlė išvirs. O dabar paimkite puodą, įkaitinkite vandenį ir į jį įmeskite varlę - ji bemat iššoks.

Lietuvos mokslui pritaikome tą patį varlės efektą. Mes po truputį verdame, sąlygos vis blogėja, Vyriausybė negelbsti, šiems metams aukštosioms mokykloms žada skirti jau 0,93 proc. BVP. O juk aparatūra bei laboratorijos ir taip apverktinos būklės. Tipiškas Lietuvos mokslo pasmerkimas myriop.

Siūlote vandenį su mokslininkais šildyti ne palengva, bet staigiai visus įmesti į verdantį vandenį?

Reikia daryti mokslo reformą: parinkti kelias mokslo kryptis ir veikti. Šitaip padarė estai, panašiai ir latviai. Atsiverskime jų prioritetų sąrašus, ten aiškiai išvardyta: biotechnologija, informacinės technologijos, lazerinės technologijos. Taip ir parašyta: prioritetas. Jeigu į tą prioritetų sąrašą patenkate, skiriami pinigai ir galima normaliai dirbti. O mes Lietuvoje finansuojame viską, ką turime. Kai tą mažytį pyragą visiems suraikome, gauname “varlės efektą”.