7. januar 2010.
Intervju

Dublji pogled u kvantnu supu

Devet desetina mog rada i proračuna na kraju završi u korpi za otpatke i verujem da u tome nisam izuzetak, kaže skromno naš mladi teorijski fizičar Mihailo Čubrović, koji u holandskom institutu „Lorenc" proučava kvantnu materiju

Zamislite neobuzdane elektrone koji jurcaju unaokolo ne nailazeći (a morali bi) ni na kakav otpor! To se, naravno, događa jedino u svojevrsnoj kvantnoj supi, u stanju nazvanom kvantno-kritično koje je superprovodno na visokoj temperaturi. Pojavu superprovodnosti je otkrio Holanđanin Hajke Kamerling Ones 1911. u Lajdenu (Holandija), čijim stopama u istom gradu (Institut „Lorenc"), na izvestan način, korača mlađani Srbin Mihailo Čurović (24). Svoj prvi naučni članak iz astronomije napisao je kada je imao samo 12 leta!

Nedavno smo saznali da mu je jedan od dva najuglednija naučna časopisa, „Sajens" (drugi je „Nejčer") objavio rad, s Holanđanima Janom Zanenom i Konradom Šalom, u kojem se, koristeći teoriju struna, prvi put u svetu opisuje jedna fizička pojava! I prvina je i da se neko proračunavanje zasnovano na teoriji struna (jednodimezionalna vlakna nedostupna opažanju) obelodani u dotičnoj publikaciji.

U ekskluzivnom razgovoru za „Politiku" našeg sagovornika smo zamolili da sebe predstavi neznancu, a on je odgovorio: „Zovem se Mihailo Čubrović, rođen sam u Beogradu, školovao sam se u Matematičkoj gimnaziji i na Fizičkom fakultetu. Sada sam teorijski fizičar, bavim se kvantnom materijom i kvantnim faznim prelazima, metodama fizike visokih energija".

Na koga ste se više ugledali - na oca filosofa ili majku fizičarku?

Trudim se da se podjednako ugledam na oboje. Naravno, bliža mi je fizika kao oblast kojom se neposredno bavim, ali svaki istraživač mora da ima i opštiji, širi pogled na pitanja kojima je zaokupljen, a to je, upravo, filozofski uvid.

Gotovo iznebuha dospeli ste u žižu svetske naučne javnosti (kako je kod nas protumačeno). Kako se sada osećate?

Hvala na pohvalama, ali, ipak, ne stoji da sam „u žiži svetske naučne javnosti". Tačno je da se pravac rada koji sam ove godine započeo sa grupom u Lajdenu za sada pokazuje uspešnim, što svakako prija i podstiče na dalji rad.

S kojom ste se krupnom naučnom zagonetkom uhvatili ukoštac? Otkuda zamisao da teorija struna, koja ni samu sebe nije sasvim potvrdila, može da razjasni superprovodnost na visokoj temperaturi?

Ovo je dobro pitanje. Teorija struna je, odista, još u razvoju, ne samo u detaljima (što važi za svaku aktivnu oblast nauke) već po mnogo čemu i u osnovnim konceptima. Doduše, nijedna teorija ne može da potvrdi sebe samu - za testiranje jedne teorije uvek je potrebno primeniti je na nešto konkretno što se može ostvariti u eksperimentu. To i jeste jedan od motiva mojeg istraživanja u Lajdenu: visokotemperaturna superprovodnost je problem koji teoriju struna, obično vezanu za veoma visoke energije (ni najveći akceleratori im se ne približavaju), može da prenese u svet niskoenergetskih pojava, dotupnih eksperimentalnoj proveri.

Postoji „obratni motiv": visokotemperaturna superprovodnost je tvrd orah, čak i ono što možemo da razumemo na osnovu tradicionalnijih metoda često se svodi na visoko apstraktne modele čiji pun smisao ne razumemo. Pogled iz teorije struna može da pruži odgovor na pitanje zašto se javlja baš superprovodnost, a ne neki drugi fenomen, zašto je vidimo baš u ovim, a ne u onim materijalima i slično? Štaviše, neke od ranije poznate rezultate u vezi sa superprovodnošću tek na osnovu teorije struna, zaista, razumem - jednostavno vidite da broj mogućnosti u ponašanju tih sistema nije neograničeno veliki, već se svodi na nekoliko.

Kako opisujete „kvantnu supu" ili kvantno-kritično stanje?

Kvantna kritična materija odlikuje se, najprostije rečeno, odsustvom skale. Kada pogledate recimo krug ili kvadrat, uočavate neku karaktirističnu dužinu - prečnik kruga ili stranicu kvadrata. Tako i spektri većine kvantnih sistema imaju neku karakterističnu energiju. Spektri kvantne kritične materije izgledaju isto na svim energijama - i na niskim i na visokim. Kvantna kritična materija se, zapravo, ponaša veoma jednostavno, iako se sastoji iz veoma komplikovanih elementarnih delova. To je i čini fascinantnom.

Kakve su koristi od izučavanja superprovodnosti? Gde se ta saznanja mogu primeniti?

Superprovodonost je zanimljiva jer pokazuje kako se jedna vrsta materije „pretvara" u drugu - počinjemo od pojedinačnih elektrona koji nisu „druželjubivi" i teže da se, u izvesnom smislu, što više udalje jedni od drugih. U superprovodniku oni se spajaju u čestice koje se ponašaju izrazito kolektivno i, zahvaljujući tome, provode struju bez otpora. Najveća korist od proučavanja je razumevanje obeju mogućih vrsta ponašanja - zašto se neke čestice (fermioni) „usamljuju", a druge (bozoni), upravo suprotno, teže kolektivnom ponašanju? Osim ovog, fundamentalnog razloga, tu je i potencijal za primene - superprovodnik koji bi radio na sobnoj temperaturi mogao bi da otvori put elektronici u kojoj ne bi bilo električnog otpora, ni zagrevanja komponenti. Ipak, najvrednije u nauci jeste poznavanje fundamentalnih principa - zašto je priroda takva kakva je. Tehnološke primene su na drugom mestu.

Da li je neizbežno (i neophodno) matematičke proračune dokazati u ogledu?

Da, fizika ne postoji bez eksperimenta; svaka sadržajna teorija mora da daje i predviđanja merljivih veličina koja se mogu testirati eksperimentom. Ne bih, ipak, rekao da se eksperimentom proračuni „dokazuju" - eksperimentalni dokaz jedne teorije savršeno je nemoguć. Kao što je Karl Poper primetio, svaka teorija tvrdi o svetu mnogo više nego što se ikada može eksperimentom proveriti. Zato je posao eksperimentatora da teoriju obori.

Šta su napisali recenzenti koji su preporučili članak za objavljivanje u „Sajensu"?

Ne trudim se da pamtim recenzije - ni pohvalne, jer od pohvala nema koristi; ni kritički intonirane - jer ako su u pravu, greške treba priznati, razumeti, ispraviti i ne zadržavati se više na pogrešnoj hipotezi, a ako nisu u pravu, opet nema koristi.

Zašto ste se, uopšte, otisnuli u Holandiju? S kim (i na čemu) sarađujete u Srbiji?

U Holandiju sam otišao da bih radio u grupi profesora Jana Zanena. Znao sam da želim da radim na kvantnim kritičnim sistemima, metodima teorije polja i fizike visokih energija. Potražio sam radove iz te oblasti i na osnovu njih napravio izbor šta bih želeo da radim. Na kraju sam se odlučio za Lajden, zaključivši da mi po oblastima na kojima se radi i po načinu rada najviše odgovara.U Srbiji sarađujem s profesorom Milanom Petrovićem, iz grupe za nelinearnu optiku Instituta za fiziku u Beogradu. Ova saradnja je počela pre pet godina i ide u nešto drugačijem pravcu nego istraživanja u Lajdenu: bavimo se formiranjem struktura, nelinearnom dinamikom i topološkim defektima. Proteklih 11 sarađivao sam, takođe sa Istraživačkom stanicom Petnica - najpre polaznik, a potom kao saradnik.

Na kakav je odjek naišlo znanje (i obrazovanje) koje ste stekli u Beogradu?

Mogu da se pohvalim da sam u Beogradu stekao dobro predznanje. Naš Fizički fakultet daje, zaista, dobru osnovu za postdiplomske studije, a mnogo mi je pomogao i dugogodišnji rad u Petnici i u Institutu za fiziku.

Koju ste temu odabrali za doktorsku disertaciju?

Za doktorat radim na kvantnim kritičnim pojavama i nastanku superprovodnosti u tzv. fermionskim sistemima (kao što su elektroni u metalima). Oni pokazuju složenu fenomenologiju koja se ne može lako objasniti „iz nje same", već je neophodan zaobilazni put: ti isti sistemi mogu se shvatiti i kao informacija koja se „ispisuje" na površini (horizontu) „crne rupe" kada ova usisava talase materije sa određenim osobinama. Ova ideja je poznata kao holografski princip: kao što optički hologram na dvodimenzionoj površi sadrži informaciju o trodimenzionom objektu, tako je i informacija o „crnoj rupi" u četiri dimenzije (tri prostorne i jedna vremenska) sadržana u kvantnim kritičnim elektronima koji žive u tri dimenzije (dve prostorne plus vreme).

Nalazite li ikakvu sličnost između muzike i kosmosa: u čemu se dodiruju, prepliću i nadopunjuju?

Ovo je jedno od onih pitanja za koja bi se moglo reći: kada me ne pitate, znam, ali kada me pitate - ne znam. Moglo bi se reći da harmoniju i zakonitost muzike poznaje, bar, kompozitor, koji ih i stvara, a za nas ostale su predmet otkrivanja, dok je kosmos za sve nas nepoznanica, čiju zakonitost treba otkriti. Mada je, možda, analogija i dublja: u izvesnom smislu, i zakonitosti kosmosa su delo ljudskih ruku, deo objašnjenja i koncepata koje unosi nauka, dok o svetu „kao takvom", potpuno „oslobođenom" teorijskih koncepata, i ne možemo ništa da znamo jer samo kroz njih saznajemo.

Na koje ste vlastito dostignuće ponosni?

Pošto sam ne početku svog istraživačkog rada, verujem da ću u budućnosti uraditi više nego do sada i nadam se da će biti dostignuća kojima ću moći da se ponosim.

Koliko sati svakodnevno provodite učeći? Imate li zrno mudrosti za zaljubljenike u nauku?

Istraživanje je, ipak, nepredvidljivije nego učenje: ponekad se protegne na ceo dan, a ponekad jednostavno ne ide, pa je bolje odmah ostaviti. A zaljubljenost u nauku je, upravo, to zrno mudrosti koje ste pomenuli - ostalo je stvar rada i razmišljanja, a važan je i pravilan odnos prema neuspesima - devet desetina mog rada i proračuna na kraju završi u korpi za otpatke, i verujem da u tome nisam izuzetak. Istraživač mora da nauči da se nosi sa neuspesima i problemima, i da iz njih uči.

Kako se najradije zabavljate? Imate li vremena za gluvarenje? Bavite li se nekim sportom?

Naravno, imam vremena za odmor i razonodu, bez njih se ne može živeti, nauka je samo jedna, nikako ne i jedina oblast ljudskog delovanja u kojoj se može uživati. Mislim da i uživanje u umetnosti, pa i svakodnevnim jednostavnim razbibrigama poput druženja i šetnji, osvežava i podstiče inspiraciju za istraživanje. Ne poznajem nijednog vrhunskog istraživača koji je svoj život ograničio samo na nauku.

Stanko Stojiljković

Izvor: Politika.