Kristalna duga, akceleratori i budućnost nauke: Razgovor sa dr Nebojšom Neškovićem
Duge obično povezujemo s kišom i svjetlošću, ali malo ko zna da one postoje i u svijetu naelektrisanih čestica. Kristalna duga je fenomen koji je otkriven zahvaljujući istraživanjima teorijskog fizičara dr Nebojše Neškovića, dugogodišnjeg istraživača u Institutu za nuklearne nauke "Vinča", u Beogradu, i nekadašnjeg rukovodioca ambicioznog Projekta TESLA projekta, koji je imao za cilj izgradnju napredne akceleratorske infrastrukture. Dr Nešković je danas potpredsjednik Svjetske akademije umjetnosti i nauke i predsjednik Srpske podružnice Rimskog kluba, a njegova istraživanja i angažman u nauci ostavili su trajan pečat na polju fizike i akceleratorskih tehnologija.
U intervjuu za sajt Univerziteta Crne Gore govori o svojim istraživanjima i značaju naučne saradnje i savjetuje buduće generacije istraživača. Povod za razgovor je njegovo učešće na "Danima naučne dijaspore", događaju koji okuplja naučnike iz regiona i svijeta u organizaciji Univerziteta Crne Gore."
Od kristalne duge do novih naučnih saznanja
PR UCG: Vaša istraživanja uključuju transmisiju naelektrisanih čestica kroz tanke kristale i pojavu kristalne duge. Možete li nam jednostavnim riječima objasniti šta je ta pojava i zašto je ona važna za nauku?
DR NEŠKOVIĆ: Svima je poznata pojava meteorološke duge, na nebu poslije kiše. Tu se radi o prelamanju i odbijanju sunčevih zraka od kapljica vode. Utvrđeno je da slične pojave postoje u rasijanju atoma na atomima i molekulima, jezgara na jezgrima i atoma na površinama kristala. Kristalne duge se javljaju pri transmisiji naelektrisanih čestica kroz kanale kristala. Ovo znači da se u ugaonoj raspodjeli transmitovanih čestica javljaju svijetle linije koje jasno razdvajaju svijetle i tamne oblasti u toj raspodjeli. Ove linije su analogoni liniji duge na nebu poslije kiše. Istraživanje kristalnih duga je značajno s jedne strane zato što izvedeni zaključci mogu biti novi putokazi za ispitivanje duga u drugim oblastima, a s druge strane zato što dobijeni rezultati mogu biti iskorišćeni u praksi za određivanje nekih karakteristika kristala.
PR UCG: Šta vas je podstaklo da se bavite ovim specifičnim segmentom teorijske fizike?
DR NEŠKOVIĆ: Transmisijom naelektrisanih čestica kroz kanale kristala počeo sam da se bavim u Nacionalnoj laboratoriji u Ouk Ridžu, u Tenesiju, SAD, gdje sam bio na postdoktorskim studijama. Ubrzo po dolasku u tu laboratoriju, shvatio sam da na proces kanalisanja jona u kristalima, koji je tu više godina istraživan, mogu da primijenim model koji sam razvio tokom svojih doktorskih studija, u Institutu za nuklearne nauke "Vinča", u Beogradu. Rezultat te primjene bilo je otkriće pojave kristalne duge, koje je ubrzo poslije toga eksperimentalno potvrđeno u istoj laboratoriji. Po povratku u Institut "Vinča", nastavio sam da se bavim tom pojavom, zajedno sa svojim mlađim saradnicima. To je dovelo i do formulisanja teorije kristalne duge, kao prave teorije transmisije naelektrisanih čestica kroz kanale kristala i nanocevi.
PR UCG: Kako je Vaša teorija pomogla da se objasne eksperimentalni rezultati koji su ranije bili nejasni?
DR NEŠKOVIĆ: Konvencionalni pristup procesu kanalisanja naelektrisanih čestica u kristalima bio je razvijen uz pretpostavke koje su ograničile njegovu primjenu samo na debele kristale. Pored toga, u tom pristupu su potpuno zanemareni kompleksni i katastrofični karakter tog procesa, koji u našem pristupu ima centralno mjesto. Kristalna duga je kompleksna pojava zato što je njen korijen miješanje doprinosa nizova atoma kristala vjerovatnoći za transmisiju čestica, što pokazuje da je kristal sistem, što znači, više od prostog zbira ovih nizova. S druge strane, ona je katastrofična pojava zato što se nagla promjena vjerovatnoće transmisije čestica u okolini linija duge može odlično opisati teorijom katastrofa, koja se može smatrati matematičkom teorijom naglih promjena. Takav pristup je doveo do teorije kristalnih duga, koja je potom uspješno iskorišćena za objašnjenje niza eksperimenata sa jonima ili elektronima i tankim kristalima koji do tada nisu mogli biti objašnjeni.
PR UCG: Kao istaknuti teorijski fizičar, bavili ste se i ubrzavanjem jonskih snopova i njihovim korišćenjem u raznim naučnim i medicinskim disciplinama kao i akceleratorskim tehnologijama. Koji od tih angažmana smatrate najvažnijim i zašto?
DR NEŠKOVIĆ: Ja sam diplomirao na Elektrotehničkom fakultetu a doktorirao na Fizičkom fakultetu Univerziteta u Beogradu. To me je osposobilo da se ozbiljno posvetim prvo teorijskoj fizici, a kasnije nauci sa akceleratorima i akceleratorskim tehnologijama, ne napuštajući teorijsku fiziku. Oba angažmana smatram važnim i izazovnim, s tim što je drugi angažman zahtijevao specifičan integralni pristup nauci, tehnologiji, medicini i obrazovanju, i bio je značajan i za širu društvenu zajednicu. Bavljenje akceleratorskim tehnologijama smatram posebno važnim zato što je njihovo poznavanje jedan od preduslova za saradnju zemlje sa globalnim naučnim organizacijama kao što su Evropska organizacija za nuklearna istraživanja (CERN), u Ženevi, Švajcarska, i Objedinjeni institut za nuklearna istraživanja, u Dubni, Rusija.
Akceleratorske tehnologije i projekat TESLA
PR UCG: Radili ste i kao rukovodilac Projekta TESLA, u Institutu "Vinča". Kako su rezultati tog projekta doprinijeli nauci, tehnologiji i medicini, i kako su oblikovali Vašu karijeru?
DR NEŠKOVIĆ: Projekat TESLA je postojao u periodu od 1991. do 2007. godine, pod mojim rukovodstvom. Tim kojim sam rukovodio imao je u svom sastavu oko 90 naučnika, inženjera i tehničara. Projekt je obuhvatao izgradnju i pripreme za korišćenje Akceleratorske instalacije TESLA, velikog postrojenja za proizvodnju, ubrzavanje i korišćenje jonskih snopova u nauci, tehnologiji, medicini i obrazovanju, i to na osnovu odluke Vlade Srbije donijete 1989. godine. Realizacija tog poduhvata odvijala se pod strogom kontrolom dva visoko kompetentna međunarodna tijela. Kao rezultat, u to se uključio veliki broj naučnih, medicinskih i obrazovnih institucija iz Srbije i regiona, kao i više od 50 srpskih preduzeća zainteresovanih za razvoj i primjenu akceleratorskih tehnologija. Planirani programi korišćenja Instalacije uključivali su: vrhunska istraživanja u fizici, hemiji i biologiji; proizvodnju radioaktivnih farmaceutika za dijagnostiku i terapiju, kao i protonsku terapija tumora oka u medicinskim institucijama u Srbiji i drugim zemljama regiona; istraživanje i obrazovanje u oblasti nuklearne energije sa malim sigurnim fisionim nuklearnim reaktorom. Međutim, i pored toga što je veći dio posla izgradnje Instalacije bio završen, Vlada Srbije je krajem 2007. godine donijela odluku da se realizacija Projekta definitivno prekine. To je urađeno na osnovu izvještaja komisije čiji su svi članovi bili u potpunosti nestručni u oblasti izgradnje i korišćenja akceleratora. Mišljenje rukovodstva Projekta bilo je da je to izvedeno na zahtjev jake interesne grupe iz inostranstva – da bi se spriječio preveliki uticaj Srbije na razvoj nauke, tehnologije, medicine i obrazovanja u regionu. Moj stav je bio da treba uraditi sve što je moguće da se dotadašnji rezultati Projekta maksimalno iskoriste. Time sam se ozbiljno bavio u dužem periodu, uz nastavljanje istraživanja interakcije naelektrisanih čestica sa kristalima.
Međunarodna naučna saradnja
PR UCG: Vi ste potpredsjednik Svjetske akademije umjetnosti i nauke, kao i punopravni član Rimskog kluba i predsjednik njegove Srpske podružnice. Kako ova iskustva utiču na Vaš rad i na Vašu ulogu u promovisanja nauke na ovim prostorima?
DR NEŠKOVIĆ: Ciljevi mog angažmana u Svjetskoj akademiji umjetnosti i nauke i Rimskom klubu su povezivanje i saradnja naučnih, tehnoloških i obrazovnih institucija iz Srbije sa sličnim nacionalnim, regionalnim i globalnim institucijama, kao i promovisanje ideja i prijedloga koji mogu da doprinesu uspostavljanju održivog, sigurnog i mirnodopskog razvoja na svim nivoima. Ti ciljevi su zasnovani na uvjerenju da je za stalno napredovanje i izvrsnost u nauci, tehnologiji i obrazovanju nužno dijalektičko jedinstvo nacionalnog i globalnog pristupa tim oblastima. Moje dosadašnje iskustvo u radu u tim međunarodnim organizacijama sa opisanim ciljevima je vrlo pozitivno.
Naučna dijaspora i budućnost mladih istraživača
PR UCG: "Dani naučne dijaspore" na Univerzitetu Crne Gore okupljaju naučnike iz regiona i svijeta. Kao učesnik ovog događaja, kako ocjenjujete njegov značaj za povezivanje naučnika i razmjenu znanja između različitih oblasti nauke? Kakva su Vaša iskustva? Šta ovaj događaj može da znači za studente?
DR NEŠKOVIĆ: "Dani naučne dijaspore" su za mene bili koristan i veoma prijatan događaj. Odavno nisam bio na skupu na kojem se moglo čuti toliko interesantnih izlaganja iz raznih naučnih oblasti. Pored toga, događaj je omogućio povezivanje istraživača iz različitih oblasti koji rade u različitim dijelovima svijeta, a koji se vjerovatno nikada nigdje ne bi sreli. Siguran sam da je za studente Univerziteta Crne Gore koji su bili prisutni skup bio vrlo interesantan. Mislim da na naredne skupove u nizu treba pozivati i studente drugih univerziteta u regionu.
PR UCG: Šta biste savjetovali mladim fizičarima i istraživačima koji žele da se bave teorijskom fizikom i akceleratorskim tehnologijama? Koji su prvi koraci koje mogu preduzeti na svom putu?
DR NEŠKOVIĆ: Smatram da je za ozbiljno bavljenje teorijskom fizikom presudno da se solidno ovlada matematikom, posebno numeričkom analizom, i programiranjem. Takođe, potrebno je da se savlada deduktivni pristup kvantnoj mehanici. Ja sam takav kurs prošao kod prof. Fedora Herbuta, na postdiplomskim studijama na Fizičkom fakultetu Univerziteta u Beogradu. Takođe, savjetujem mladim teorijskim fizičarima da se ugledaju na Milutina Milankovića, poznatog srpskog astronoma, klimatologa i geofizičara, koji je formulisao astronomsku teoriju klimatskih promjena. On je rekao da mu je cilj "da nađe nenastanjenu oblast i stekne skroman naučni posjed". S druge strane, za bavljenje akceleratorskim tehnologijama na ovim prostorima nema praktično nikakvih mogućnosti, što je direktna posljedica gašenja Projekta TESLA 2007. godine. Istraživači koji žele da se opredijele za ovu oblast treba da se usmjere na neki od velikih akceleratorskih centara, kojih ima više desetina širom svijeta.