Otwórz schowek Brak ulubionych odcinków
Fale terahercowe – technologia wkracza w kolejny zakres spektrum | dr inż. Łukasz Sterczewski

Fale terahercowe – technologia wkracza w kolejny zakres spektrum | dr inż. Łukasz Sterczewski

Nr 204
Pobierz Dodaj do ulubionych

Udostępnij odcinek

Nr 204
Pobierz Dodaj do ulubionych

Udostępnij odcinek

Dodaj do ulubionych
Pobierz odcinek

Udostępnij odcinek

dr inż. Łukasz Sterczewski

dr inż. Łukasz Sterczewski

Pracuje w Katedrze Teorii Pola, Układów Elektronicznych i Optoelektroniki na Wydziale Elektroniki, Fotoniki i Mikrosystemów Politechniki Wrocławskiej, ma za sobą doświadczenia zawodowe z Uniwersytetu Princeton oraz z NASA. Laureat prestiżowego ERC Starting Grant na przełomowe dla nauki badania, stypendysta Marie Curie-Skłodowskiej. Zainteresowania badawcze: fotonika, optyczne grzebienie częstotliwości, lasery półprzewodnikowe (QCL, ICL, QW), laserowa spektroskopia optyczna, przetwarzanie sygnałów, obrazowanie hiperspektralne.

Każdy z nas kojarzy mikrofale, wiemy też, czym jest światło widzialne i podczerwień. Na pograniczu podczerwieni i mikrofal leży tzw. region terahercowy. Fale terahercowe to strefa tajemnicza, temat na tyle mało opracowany naukowo, że jeszcze do niedawna region nazywano przerwą („gap”) technologiczną. Moim gościem w tym odcinku jest dr inż. Łukasz Sterczewski, naukowiec z Politechniki Wrocławskiej, który zajmuje się właśnie falami terahercowymi. Na zbudowanie spektrometru terahercowego pracującego w temperaturze pokojowej (to ważne, bo pozwalałoby na używanie niemal na co dzień) dr inż. Sterczewski otrzymał prestiżowy ERC Starting Grant – grant Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych na pionierskie działania z możliwością dokonania przełomu w nauce, czyli naprawdę gruby kaliber finansowania naukowego.

 

Możliwości zastosowań są przeróżne. Fale terahercowe dzięki swojej długości potrafią przenikać przez wiele materiałów: papier, plastik, tkaniny, nie radzą sobie natomiast z metalem i dość słabo z płynami. Ważna informacja jest taka, że są niejonizacyjne. Co to znaczy? – Nie powodują szkody dla ludzkiego organizmu, co wynika z faktu, że ich energia jest bardzo niewielka, to są milielektronowolty – wyjaśnia mój gość.

Po takim wyjaśnieniu pierwsze możliwe wykorzystanie nasuwa się samo: w pewnych przypadkach (ale nie wszystkich) można je stosować zamiast bardziej inwazyjnego rentgena. Najlepiej sprawdzą się w prześwietlaniu tkanek, które nie zawierają za dużo wody, a więc np. w prześwietleniach stomatologicznych. Inne zastosowanie to kontrola leków: przepuszczamy fale terahercowe przez zamknięte opakowanie medykamentu, sprawdzamy, czy emitowane przez lek widmo jest zgodne z widmem próbki wzorcowej. I już wiemy, czy lek w środku opakowania  jest sfałszowany, przeterminowany, czy prawidłowy. Do tego jeszcze komunikacja, badania kosmiczne, analiza dzieł sztuki… Zastosowań jest mnóstwo. Niektóre lotniska stosują już skanery terahercowe: bez trudu pokażą, co ukrywamy w kieszeniach lub pod ubraniem (co jest przy okazji dużym wyzwaniem etycznym).

Dr inż. Sterczewski chciałby, żeby technologia mogła być wykorzystywana szeroko (ale nie do podglądania), w podręcznych urządzeniach i właśnie w temperaturze pokojowej. – Ideałem byłaby demokratyzacja teraherców – mówi.

Rozmawiamy też o tym, jakie kryteria trzeba spełnić, żeby dostać taki grant (ważne jest doświadczenie, ale też stojąca za badaniami historia, znaczenie dla społeczeństwa), jak się pracuje w USA (mój gość pracował m.in. dla NASA), do czego przydaje się w amerykańskim laboratorium polskie myślenie, z jakimi trudnościami borykają się naukowcy i dlaczego zdobywcy Nobla sprzed lat nie spełnialiby współczesnych kryteriów badań naukowych. Dużo naukowego „falafelka”, bardzo polecam!

 

TRANSKRYPCJA

 

Karolina Głowacka: Studio Radia Naukowego odwiedził doktor inżynier Łukasz Sterczewski. Dzień dobry.

 

Łukasz Sterczewski: Dzień dobry.

 

K.G.: Z Wydziału Elektroniki, Fotoniki i Mikrosystemów Politechniki Wrocławskiej. Doktor ma za sobą prace m.in. w Princeton czy NASA. Kilka miesięcy temu otrzymał grant ERC Starting, czyli grant Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych, uznawany za niezwykle prestiżowy. Porozmawiamy też o tym, jak się taki grant uzyskuje i skąd w zasadzie taki prestiż wokół grantów ERC. Będzie się pan zajmował falami terahercowymi, upowszechnieniem, usprawnieniem korzystania z fal terahercowych, które były przez lata trochę zapomniane, niechciane.

 

Ł.S.: Bardzo niechciane dlatego, że mamy z jednej strony świat elektroniki, mikrofal, który znamy z życia codziennego np. z kuchenki mikrofalowej. Z drugiej strony mamy świat fotoniki, świat laserów, świat światła widzialnego. I te dwie dziedziny spotykają się w pewnym miejscu. To miejsce zwane jest regionem terahercowym, ale nie bez powodu był on też nazywany terahertz gap, czyli taką przerwą technologiczną, którą dopiero od niedawna zaczęło nam się udawać wypełniać ze względu na rozwój technologii. I ja chciałbym tutaj też dodać swoje ziarenko.

 

K.G.: Bo to są fale – jak spojrzymy sobie na spektrum promieniowania elektromagnetycznego, to mamy właśnie mikrofale, podczerwień, czyli to, co ciepło promieniuje. One są pomiędzy? Jakoś tak w rozkroku? 

 

Ł.S.: Tak, mój promotor zwykł nazywać je mikrociepełkiem, ponieważ nasze ciało czy obiekty podgrzane w okolicach temperatury pokojowej emitują tego promieniowania bardzo mało, dlatego musimy się wznieść na trochę wyższy poziom technologiczny, żeby tam dotrzeć. Tego promieniowania jest bardzo dużo w Kosmosie, natomiast np. ze względu na to, że chcemy je mierzyć w temperaturze pokojowej, jest tak dużo szumu termicznego, tego szumu tła, że musimy znaleźć sposób na to, żeby to robić w sposób koherentny, czyli spójny. Wiemy dokładnie, co emitujemy w danym momencie, i tego samego szukamy po drugiej stronie.

 

K.G.: To jest też tak, że bardzo zimne ciała emitują fale terahercowe, prawda? Dlatego Kosmos świeci w terahercach.

 

Ł.S.: Tak, maksimum emisji terahercowej wypada w okolicach kilkunastu, kilkudziesięciu kelwinów. 

 

K.G.: To zimno.

 

Ł.S.: Bardzo zimno. Temperatury kriogeniczne są typowo wymagane do tego, żeby je wykrywać w taki sposób, gdzie my tego promieniowania nie wytwarzamy, natomiast kiedy je wytwarzamy, to możemy pokonać pewne ograniczenia, bo wiemy, co wysyłamy na odbiornik.

 

K.G.: I teraz tak – mówi pan o tym, żeby usprawnić i upowszechnić korzystanie z fal terahercowych. Wychodzi na to, że chciałby pan dać ludzkości powszechne, łatwe w użyciu narzędzie, które de facto będzie mogło prześwietlać wszystko i wszystkich?

 

Ł.S.: Uważam, że jest to trochę grubo powiedziane. [śmiech] Raczej skłaniałbym się ku urządzeniu, które pozwoli przenikać przez próbki optycznie nieprzezroczyste. Na pewno nie przez metale, bo to jest dziedzina zarezerwowana dla zupełnie innych regionów widma elektromagnetycznego, ale np. czytanie listów bez otwierania, czyli przenikanie przez papier, diagnostyka spawów plastikowych albo wykrywanie fałszywych farmaceutyków są potencjalnie w zasięgu technologii, którą planuję rozwinąć. 

 

K.G.: A takie prześwietlanie przez ubranie?

 

Ł.S.: Niestety jest to już realizowane. To jest poważny dramat etyczny, bo na lotniskach przy obecnej rozdzielczości skanerów terahercowych można człowieka dosłownie rozebrać do nagości. Stąd pojawiają się problemy, jak przechowywać i zgromadzić tego typu zdjęcia czy materiały. Mało tego – soczewki wyglądają jak elementy architektoniczne, np. można je zrobić z kamienia, z marmuru, z granitu. Więc osoba podglądana nawet nie ma świadomości. Moje urządzenia raczej będą się skupiały na takim jednopikselowym systemie, czy spektroskopowym, czy telekomunikacyjnym, więc obrazowania na dzisiaj w postaci matrycy nie planuję. Natomiast takie źródło czy taki detektor potencjalnie mógłby być do tego wykorzystany.

 

K.G.: To jest bardzo ciekawe i specjalnie tak zaczepiam trochę prowokacyjnie, żeby pokazać wam, jak kwestia promieniowania terahercowego może być interesująca, jak może w przyszłości zmienić różne rzeczy i jakim jest też wyzwaniem etycznym. Ale opowiedzmy o tym, skąd się biorą te bardzo interesujące technologicznie właściwości. Bo powiedział pan o tym, że na lotnisku jest to już wykorzystywane i właśnie w pewien sposób prześwietla. Prześwietla w sposób bezpieczny w porównaniu np. z rentgenem, to też jest ważne. Dlaczego to tak działa? Dlaczego można zajrzeć w głąb i zobaczyć to, co w falach optycznych jest nieprzezroczyste? 

 

Ł.S.: Może zacznę cytatem z Małego księcia, że najważniejsze jest niewidoczne dla oczu. O ile fakt, że np. bluza, koszulka, spódnica jest optycznie nieprzezroczysta, to jest jej właściwość, którą postrzegamy naszymi oczami w zakresie światła widzialnego, to w miarę jak przesuwamy się w zakres coraz dłuższych fal podczerwieni, ona zyskuje przezroczystość. W przypadku tych rejonów bliskich promieniowania mikrofalowego czy w szczególności tego troszeczkę dalszego, czyli teraherców, absorpcja czy transmisja takich materiałów pozwala nam bez większego problemu przejść przez nie i można też badać takie materiały w geometrii odbiciowej, czyli wysyłamy trochę światła i patrzymy, co nam wróciło. W ten sposób zyskujemy informację o tym, czy ktoś ma np. pod ubraniem schowaną broń albo jakiś ostry przedmiot. To, że one są niejonizacyjne, że nie powodują szkody dla ludzkiego organizmu, wynika z faktu, że ich energia jest bardzo niewielka. To są milielektronowolty, nie ma szans, żeby zjonizować jakieś medium. Dlatego też widzi się potencjalne zastosowanie np. w stomatologii. Bo jeśli przyjdzie kobieta ciężarna np. na leczenie kanałowe, to tam stosowanie promieni rentgenowskich jest poważnym ryzykiem. Natomiast tutaj przy założeniu takiego małego klipsa można prześwietlić ząb i sprawdzić, czy jest tam próchnica, w jakim stanie jest ten ząb. Oczywiście niekoniecznie z tak dużą rozdzielczością i ze wszystkimi parametrami, ale w takich sytuacjach może być to jakieś rozwiązanie.

 

K.G.: Rozumiem, że promieniowanie terahercowe jest w stanie przenikać przez nasze ubrania. W zasadzie moje rozumienie zatrzymuje się na porównaniu z tą podczerwienią. To łapię. Ale mówił też pan, że można np. sprawdzać, czy leki są takie, jakie powinny być, bez otwierania, czyli czy nie są przeterminowane albo sfałszowane. Jak to jest możliwe?

 

Ł.S.: Zasadnicza różnica pomiędzy takim typowym obrazowaniem, gdzie patrzymy na monochromatyczny czy jednokolorowy obraz, na jednej długości fali, a wykrywaniem fałszerstw leków czy stopnia ich dekompozycji polega na użyciu systemów spektrometrycznych. Czyli musimy mieć pomiar na wielu długościach fal jednocześnie. I to nie rzadko, ale dosyć gęsto, żeby uzyskać całą informację widmową. To tak jak kamera obserwuje na kolorze czerwonym, zielonym i niebieskim, tak tutaj wymaganych tych kanałów byłoby znacznie więcej. I to właściwie jest główna innowacja tego mojego projektu. Nie, żeby stworzyć system monochromatyczny, na jednej długości fali, tylko żeby obserwować wiele długości fal jednocześnie i mieć jeszcze informację rozdzieloną widmowo. Lek, który jest oryginalny, ma swego rodzaju odcisk palca. Więcej światła puszcza na długości fali czerwonej, np. mniej na zielonej, trochę więcej na niebieskiej. Mamy informacje z wielu kanałów. I teraz podkładam nieautentyczną próbkę, i patrzę, czy przebieg, wzajemny stosunek tych intensywności na różnych długościach fali jest podobny. Potem dzięki analizie chemometrycznej czy algorytmowi sztucznej inteligencji można porównywać ze wzorcem i stwierdzić, czy jest on bliżej wzorca, czy już drastycznie odbiega od tego, z czym porównujemy.

 

K.G.: Proszę wybaczyć takie pytanie, ale powiedział pan, że leki promieniują w świetle takim i takim. A jak tak patrzę na tabletkę, to ona nie świeci.

 

Ł.S.: Nie, one nie emitują. One absorbują albo odbijają światło. To nie jest żadna fluorescencja, to nie jest ponowna emisja światła. Interesuje nas informacja, w jakim stopniu one światło odbijają i w jakim stopniu je pochłaniają. Bo możemy popatrzeć na tabletkę jak na szkło od witrażu – pod światło przepuszcza niektóre kolory, niektóre odbija, ale możemy też popatrzeć na to, jak światło odbija się od tabletki i wtedy odmierzyć to światło, które do nas powraca. 

 

K.G.: I to nam daje informacje o składzie chemicznym?

 

Ł.S.: Raczej o właściwościach fizycznych dlatego, że chemia jest zakodowana w rejonie średniej podczerwieni, czyli w świetle o znacznie krótszych długościach fali. Zaledwie kilka razy dłuższym od światła widzialnego, a my mówimy o świetle, które ma sto razy dłuższą długość fali niż światło widzialne. 

 

K.G.: Po prostu się zastanawiam, czy to jest w pewnym sensie podobne rozwiązanie, jakie wykorzystują astronomowie, tylko na bardzo duże odległości. Też badają spektroskopowo widmo jakiejś gwiazdy czy innego obiektu i w ten sposób wiedzą gigantyczne odległości i to, jaki jest skład chemiczny tego obiektu. To jest coś podobnego?

 

Ł.S.: Zgadza się. Wykorzystanie fal terahercowych w astronomii jest bardzo popularne, przy czym tam dalej korzysta się z tych odbiorników niskotemperaturowych, a nikt nie chce mieć chłodziarki w plecaku, żeby obsługiwać taki system.

 

K.G.: Czyli np. takie leki. Idąc wprost do zastosowań – porozmawiamy jeszcze o tym, jakie są trudności do pokonania, żeby tak mogło się dziać, ale powiedzmy, że udaje się panu stworzyć te niewielkie, pracujące w temperaturach pokojowych urządzenia, które korzystają z fal terahercowych. Czyli inspektor, inspektorka przychodzi do apteki i skanuje np., czy wszystkie leki są w porządku?

 

Ł.S.: Tak, przy czym najpierw trzeba sprawdzić, czy dany lek ma na tyle charakterystyczne cechy, które pozwalają go odróżnić. Ponieważ jest to urządzenie, które w ogólności pozwala na takie rozwiązania, ale niewykluczone, że są jakieś tabletki, które nie będą wykazywały żadnych przemian widocznych w zakresie terahercowym, więc ich nie zidentyfikujemy, ale istnieje wiele różnych specyfików, które będzie można badać. Chcę tylko podkreślić, że projekt zmierza w kierunku zrobienia takiego urządzenia, natomiast dojrzałość technologiczna na pewno będzie wymagała wzmożonej pracy w większym zakresie, ponieważ pięć lat projektu obejmuje aspekty badań podstawowych, zrozumienie pewnych mechanizmów. Ideałem byłoby stworzenie takiego demonstratora, w którym pokazujemy te wszystkie cechy, natomiast czas leci szybko i zasoby ludzkie też są ograniczone. 

 

K.G.: Ale mierzymy wysoko. Cały czas będę pytać o te zastosowania, a potem przejdziemy do kwestii trudności technicznych, bo zastosowania są pobudzające wyobraźnię. Czyli mamy te leki, to jest bardzo ciekawe, ale mamy też np. wykorzystanie w analizie dzieł sztuki. Jak to może wyglądać?

 

Ł.S.: Kiedy artysta tworzy dzieło, to tworzy je trochę jak Shrek, czyli ma ono warstwy. Często zaczyna się od szkicu, mamy warstwę płótna, a następnie są kolejne elementy, np. oleju na płótnie. Każdy z tych barwników ma unikalne widmo, czy transmisyjne, czy absorpcyjne. I wykorzystuje  się analizę widmową albo takie techniki czasowo rozdzielcze, gdzie tworzy się impuls, a potem się patrzy, jak on się odbija od poszczególnych elementów, bo każda z tych warstw ma nieco inny współczynnik załamania. Więc światło trochę inaczej ulega tam odbiciu. Jesteśmy w stanie rozdzielić to widmo na indywidualne warstwy. I mało tego, można ocenić, czy artysta w międzyczasie popełnił jakiś błąd, czy zmieniał swoją koncepcję. Takie systemy na dzisiaj niestety są rastrowe. Polega to na tym, że wkładamy takie dzieło sztuki w element ruchomy i ono powolutku przesuwa się, piksel po pikselu. Natomiast ostatecznie nie interesuje nas tak bardzo szybkość, bardziej dokładność i wierność odtworzenia tej informacji. Tak że być może kiedyś osoby, które analizują dzieła sztuki, skorzystają z tego typu rozwiązań.

 

K.G.: Czyli artysta sobie coś zamalował, bo mu nie wyszło, a my to teraz będziemy mogli obejrzeć.

 

Ł.S.: Tak. Mało tego, można też przynajmniej spróbować zidentyfikować, jakich barwników i jakich elementów użył.

 

K.G.: I teraz kwestie trudności – pana projekt, tłumacząc na polski, brzmi: „Spektrometry terahercowe pracujące w temperaturze pokojowej na bazie zintegrowanych optycznych grzebieni częstotliwości”. Jeśli dobrze rozumiem, najbardziej istotna jest kwestia temperatury pokojowej. Bo w tym momencie korzystanie z terahercowych fal jest w zasadzie możliwe w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych?

 

Ł.S.: Tak, jak najbardziej. Istnieją też pierwsze systemy, które aspirują do tego, żeby były przenośne, natomiast żaden z nich na dzisiaj nie jest zintegrowany w postaci chipa. Ideałem byłoby urządzenie, które możemy wbudować w telefon komórkowy, zasilić z baterii i mieć kompletny nadajnik i odbiornik. Tutaj jest kilka przeszkód technologicznych. Konwencjonalne rozwiązania już to prawie potrafią poza tym, że pobierają bardzo dużo prądu, np. kilkadziesiąt watów. 

 

K.G.: To są np. te na lotniskach?

 

Ł.S.: Tamte to jeszcze więcej. One pracują w zakresie subterahercowym, czyli z reguły poniżej trzystu gigaherców. Moją aspiracją jest, żeby pójść w rejon jednego teraherca i więcej, czyli tam, gdzie dzisiaj dostępność tych rozwiązań jest bardzo ograniczona.

 

K.G.: Co musi być teraz w laboratoriach? Skoro aspiruje pan do tego, żeby była temperatura pokojowa, to rozumiem, że musi to być bardzo schłodzone w laboratorium?

 

Ł.S.: Są systemy, które pracują w temperaturze pokojowej, ale wymagają zastosowania laserów impulsowych, które przy każdym obrocie czy przejściu przez wnękę laserową wytwarzają bardzo krótki impuls. Integrowanie tego typu rozwiązań na dzisiaj jest dla nas dosyć kłopotliwe. Oczywiście cały czas na to czekamy. Wyścig terahercowy trwa, próbuje się go wygrać, podchodząc do tematu z różnych stron. Ja planuję podejść do niego, korzystając z dosyć zaawansowanych technologicznie laserów półprzewodnikowych, ale są inne grupy, które próbują rozwiązać to na podstawie rozwiązań z dziedziny świata telekomunikacyjnego. Natomiast dalej wiąże się to ze światłowodami, zewnętrznymi elementami. Miniaturyzacja to jest słowo klucz. Miniaturyzacja i wykorzystanie pewnych struktur nieliniowych, które sprawią, że promieniowanie będzie wytwarzane w temperaturze pokojowej i przy niskim poborze mocy. Żeby to było możliwe do zasilenia z baterii w telefonie komórkowym czy z przenośnego powerbanku, a niekonieczne z akumulatora w plecaku.

 

K.G.: Mówił pan o tym, że jest to projekt, który byłoby dobrze, żeby się skończył prototypem, tak? Zresztą są takie granty ERC, które są high risk, high gain, czyli duże ryzyko, ale jak się uda, to będzie duży zysk. No ale skoro ryzyko, to jest też możliwość porażki, że się nie uda finalnie takiego urządzenia dowieźć. Niemniej, gdyby miał pan sobie wyobrazić takie idealne urządzenie, które chciałby pan dostarczyć przemysłowi, społeczeństwu itd., to będzie to rzecz przenośna w formie jakiegoś małego urządzenia typu latarki, skanera, czy właśnie żebyśmy to wszyscy mieli w telefonach?

 

Ł.S.: Zacząłbym od latarki, ponieważ tam można w miarę łatwo kolimować tę wiązkę, że ona ma profil snopu światła i jest łatwa do przechwycenia z drugiej strony. Telefon komórkowy to jest problem z tym, żeby tę wiązkę odpowiednio uformować i żeby ją odebrać. Miniaturyzacja jest zawsze kłopotliwa i to jest już kolejny etap na innym poziomie rozwoju technologicznego. Ideałem byłoby rozwiązanie dla mas. Mówimy o demokratyzacji teraherców, ale jeden krok naraz.

 

K.G.: Tak, tylko nie wiem, czy chcę, żeby każdy miał w telefonie takie promieniowanie, którym może mnie prześwietlić z góry na dół.

 

Ł.S.: Jest to trudny aspekt etyczny, ale jak wspominałem, na razie rozmawiamy o jednym pikselu, a jeden piksel za dużo nie mówi.

 

K.G.: Okej, czyli nie dałoby się poskładać całej postaci?

 

Ł.S.: Dałoby się, tylko trzeba by było bardzo długo tym telefonem ruszać i skanować. 

 

K.G.: I rozumiem, że trudno by to było zrobić dyskretnie w metrze. [śmiech] Mówiliśmy o tym, że fale terahercowe były w pewnym sensie pomijane. Teraz pan wspomniał o tym, że jest trochę boom na rozwijanie teraherców. W Polsce też jest kilka zespołów, które się tym zajmują. Co takiego się stało, że nagle nauka się zorientowała, że jest coś między mikrofalami a podczerwienią? To znaczy, wiedziała to wcześniej, ale ten gap technologiczny zaczął być zasypywany. Co się stało?

 

Ł.S.: Myślę, że to zaczęło się wraz z wynalezieniem laserów impulsowych, czyli takich źródeł światła, które zamiast wytwarzać światło fali ciągłej, wytwarzają wysokoenergetyczne impulsy. W latach osiemdziesiątych taki pan Oston wynalazł fotoprzełącznik. To jest takie urządzenie, które potrafi przełączać prąd w bardzo krótkim czasie rzędu pikosekund i nawet krótszym. To jest dziesięć do minus dwunastej sekundy. To jest jeden milion na milion. Ta skala czasowa pozwala wytwarzać te impulsy. I wtedy zaczął się prawdziwy boom. Może nie od razu, nabierało to rozpędu. W okolicach lat dwutysięcznych pojawił się duży wysyp grup terahercowych. Natomiast gdzieś to się w pewnym momencie zatrzymało, rozwiązania technologiczne spotkały się w pewnym punkcie i dalej nie ma takiego demokratycznego rozwiązania, takiego „teraherce dla mas”. Są już pierwsze próby wytworzenia masowych urządzeń, emiterów i detektorów, ale monochromatycznych, na jednym kolorze, które są niestety słabo przystrajalne. A te cele, o których wspomniałem, czyli czy analiza dzieł sztuki, czy wykrywanie fałszerstw leków, czy badania jakichś minerałów na Marsie lub innych planetach wymagają zastosowania szerokopasmowych rozwiązań, a takich nie ma.

 

K.G.: No właśnie, bo skądinąd wiem, że współpracuje pan również z doktorem Jakubem Ciążelą, który też był gościem Radia Naukowego – pozdrawiamy serdecznie. A rzecz dotyczy górnictwa kosmicznego.

 

Ł.S.: Tak, pozdrawiam Jakuba. Był on dużym źródłem inspiracji dla tego grantu, ponieważ uświadomił mi, jak trudne jest poszukiwanie złóż minerałów w naszym Układzie Słonecznym i poza nim. Okazało się, że samo szukanie złota jest zadaniem nietrywialnym, ale istnieje szereg minerałów czy rud minerałów, które towarzyszą występowaniu rud materiałów szlachetnych. I fale terahercowe potencjalnie mogą służyć do zdalnej identyfikacji np. pirytu, który jest powiązany z występowaniem złota. Takie pierwsze próby pomiaru spektroskopowego pirytu, jego pochodnych podjęliśmy w laboratorium. Badania są dosyć obiecujące i myślę, że będziemy szli w tę stronę, ponieważ istniejące rozwiązania monochromatyczne, na jednym kolorze nie pozwalają w jednoznaczny sposób odróżnić pirytu od pozostałych skał.

 

K.G.: Rozumiem, że w planach jest zdalne badanie Księżyca? Zdalne w tym znaczeniu, że z poziomu orbity.

 

Ł.S.: Tak, natomiast na razie obawiam się, że poziom mocy, który będziemy w stanie zaoferować, będzie raczej adekwatny do pomiarów na miejscu, w bliskim sąsiedztwie próbki. Ale jest też plan, żeby badać światło emitowane przez Słońce, które jest odbijane od powierzchni Księżyca, i tam selektywny detektor będzie skanował. To znaczy, będzie skaner chociażby ze względu na sam ruch obrotowy, będą badane różne obszary i tam przez analizę widmową jest możliwe rozróżnianie jakichś formacji skalnych czy minerałów.

 

K.G.: Oczywiście mówi pan ostrożnie jak porządny naukowiec i inżynier, ale tak sobie myślę, jakie są możliwości. Takie skanowanie Księżyca czy innych ciał niebieskich totalnie z góry brzmi idealnie. 

 

Ł.S.: Tak, ale nie mogę powiedzieć, że jestem w tym aspekcie pionierem. Takie rozwiązania już istnieją i pozwalała nam na to technologia na długo przed tym, zanim wymyśliliśmy sposób wytwarzania fal terahercowych na Ziemi czy w warunkach laboratoryjnych. Tak że takie wysoko rozdzielcze spektrometry, które krążą wokół ciał niebieskich i je mapują, istnieją od kilkudziesięciu lat. Ja skupiam się na wysoko rozdzielczej analizie, ale w warunkach bliskiego sąsiedztwa próbki.

 

K.G.: A jeśli się uda, jeśli panu i innym zespołom uda się przesunąć korzystanie z fal terahercowych z jak na razie bardzo specjalistycznych rozwiązań w specjalnych i specjalistycznych warunkach, w ten sposób, że to się faktycznie stanie bardziej demokratyczne, to co się takiego stanie? Czy to jakoś zmieni nasze funkcjonowanie na co dzień? Czy to zmieni coś cywilizacyjnie? Będzie się o tym potem pisało w podręcznikach? Pytam zupełnie poważnie. 

 

Ł.S.: To jest jedno z pytań w trakcie rozmów o ERC – jak widzisz jakiś nagłówek w gazecie na temat swojego osiągnięcia? Albo: gdybyś miał powiedzieć, to jaki będzie rozdział w podręczniku napisany po skończeniu twojego projektu? Myślę, że najważniejszy jest tutaj aspekt społeczny pod tym względem, że substancja krystaliczna o niewiadomym składzie, niewiadomym efekcie będzie mogła być zidentyfikowana np. na stole przy wykorzystaniu algorytmów sztucznej inteligencji albo jakichś chemometrycznych, które porównają to, co widzimy, ten krystaliczny proszek z jakimś algorytmem, będziemy mogli powiedzieć, czy to nam potencjalnie zaszkodzi, czy jest to substancja hipotetycznie psychoaktywna albo o jakimś niebezpiecznym charakterze, czy może nie wykazuje takich właściwości. Więc chodzi o normalnych ludzi, którzy mają w kieszeni telefon komórkowy – żeby byli oni w stanie stwierdzić, czy to, co tutaj leży, jest dla nich potencjalnie niebezpieczne. 

 

K.G.: A jakby ktoś dosypał do drinka czegoś niedobrego, to też można by zeskanować tego drinka pod tym kątem?

 

Ł.S.: Tak, ale pomiary w cieczach są o wiele trudniejsze. W cieczach rzadko kiedy widać jakieś szczególne linie absorpcyjne. Może po odparowaniu coś by zostało, ale na razie tak śmiałych obietnic nie mogę zaoferować. 

 

K.G.: Znalazłam taką wypowiedź kolegi po fachu – pana profesora Wojciecha Knapa, dyrektora Centrum Badań i Zastosowań Terahercowych CENTERA w Warszawie, który powiedział, że wszędzie tam, gdzie tylko się da, fale terahercowe powinny zastąpić fale rentgenowskie, bo są nieszkodliwe dla człowieka. Myśli pan, że może to pójść w tę stronę – że teraherce zastąpią rentgen?

 

Ł.S.: Nie, niezupełnie zastąpią. Mogą go uzupełnić. Rentgen służy też np. do diagnostyki spawów albo jakichś połączeń metalicznych, gdzie teraherce absolutnie nie mogą być wykorzystane, bo się od tego metalu odbijają. I rozdzielczość, którą oferuje fala rentgenowska rzędu dziesiątek nanometrów, jest nieosiągalna, bo długość fali terahercowej to jest kilkadziesiąt, kilkaset mikrometrów. Stąd jest to znakomite uzupełnienie w pewnych aspektach, np. w makroskali jak najbardziej. Przy czym warto pamiętać, że fale terahercowe są odbijane od powierzchni ludzkiej skóry, więc można badać jakieś zmiany naskórne, ale przez tę skórę łatwo nie przenikną i nie jesteśmy w stanie zrobić zdjęcia np. złamanej ręki. 

 

K.G.: Ale mówił pan, że można sprawdzić ząb terahercowo.

 

Ł.S.: Tak, ale proszę zobaczyć, że to jest przejście niemalże przez samą kość, przez ten materiał, przez zęba, natomiast przejście przez ludzką skórę, która jest bardzo bogata w wodę, jest utrudnione.

 

K.G.: Czyli jest kłopot z tymi cieczami. Niemniej jest to kuszące. Oczywiście profesor powiedział, że tam, gdzie się da, powinny być zastąpione, i myślę, że to może iść w tym kierunku. 

 

Ł.S.: Zgadzam się. Wypowiedź pana profesora jest bardzo ostrożna, jak przystało na porządnego naukowca. I tego się trzymajmy.

 

K.G.: Chciałabym pana zapytać o taką dość ogólną rzecz i refleksję, bo skoro terahercowe fale były przez dłuższy czas, jak rozumiem, głównie z przyczyn technologicznych, w zasadzie ignorowane czy pomijane, a teraz przeżywają duże zainteresowanie ze strony naukowców, to czy jest coś takiego w pana branży, o czym myśli pan, że teraz leży odłogiem, a za jakiś czas będzie na to moda, boom, nowe możliwości technologiczne?

 

Ł.S.: Tak, jak najbardziej. W projekcie obiecałem wytwarzanie tych fal terahercowych ze struktur półprzewodnikowych, ale jakiś czas temu równolegle do grantu odkryłem magiczny świat kryształów. Napisałem maila do kilku profesorów w Polsce z prośbą, czy mogliby otworzyć swoje szuflady. Dlatego, że moje doświadczenia są takie, że ludzie w szufladach trzymają skarby, tylko nie wiedzą, że to są skarby i musi przyjść ktoś z zewnątrz, żeby powiedzieć – tak, to jest cudowne. Jeden z nich, profesor Miniewicz, zgodził się otworzyć swoją szufladę. To jest już emerytowany profesor na Politechnice Wrocławskiej. I nagle okazało się, że materiał, który był znany od dobrych czterdziestu lat, wykazuje fantastyczne właściwości do emisji i detekcji fali terahercowej. Ten kryształ istniał, nie trzeba było go syntezować, wystarczyło połączyć dwa różne światy ludzi, którzy pracowali w totalnie różnych obszarach, i jesteśmy w stanie tamte odkrycia, tamte innowacje umieścić w zupełnie nowym kontekście. Nagle odkryłem, że te kryształy nieliniowe, organiczne, które służą do wytwarzania fali terahercowej i do detekcji, też w temperaturze pokojowej, mogą teraz przeżyć swoisty renesans, bo nam kryształ organiczny może się kojarzyć z czymś, co się szybko rozłoży, ulegnie jakiejś naturalnej dekompozycji. One są całkiem trwałe, są łatwe, tanie w produkcji. Sposób łupania tych kryształów jest banalny, bo przypomina to po prostu łupanie pęsetą, zbieranie tych kawałeczków i naklejanie na kawałek metalu. W połączeniu z nowymi źródłami światła one wykazują fantastyczne właściwości. Więc może być tak, że ten projekt pójdzie w inną stronę, korzystając już z bogactwa i doświadczenia ludzi sprzed kilku dekad. 

 

K.G.: Czyli wychodzi na to, że nauka nie jest oderwana od innych sfer życia ludzkiego i jest też kwestią komunikacji między ludźmi czy wymiany informacji, czy trochę szczęścia, że komuś się coś uda zrobić w danym momencie, ale nie ma jeszcze do tego odpowiednich technologii, które można wykorzystać. I np. przyjdzie taki młody doktor inżynier Sterczewski, wyciągnie z szuflady, i okazuje się, że to działa. Dużo tam jest takich ludzkich historii. 

 

Ł.S.: Tak, to jest bardzo słuszna uwaga, bo to jest też moje doświadczenie, że trzeba nieraz mocno napierać i próbować samemu wyjść do innych obszarów. Współczynnik sukcesu jest względnie niewielki, bo w moim przypadku może jedna na pięć osób się zgodziła. To i tak jest nie najgorzej. Natomiast wydaje mi się, że jesteśmy za mało świadomi tego, co robią inni, nawet nasi koledzy za ścianą, bo kiedy połączymy te dwa różne światy, powstają fajerwerki. I tego mi trochę brakuje. Mam ten komfort, że jestem taką osobą, która może się przebić, natomiast myślę, że jest mnóstwo innych naukowców, którzy robią bardzo przełomowe badania, ale nie mają osobowości, która pozwala im na taką ekspansję. Dobrze by było poznać to, co robią koledzy za ścianą. 

 

K.G.: A jakie inspiracje ma inżynier? Czy jakie powinien mieć? Takie, że ja wymyślam wynalazek, a wy, ludzie znajdźcie dla niego rozwiązanie czy na odwrót?

 

Ł.S.: Na odwrót. Badania kierowane realną potrzebą zawsze mają większy wydźwięk społeczny i bardziej motywują dlatego, że jest natychmiastowy odzew. Takie badania, w których ja rozwiązuję problem i liczę na to, że ludzkość doceni moje poczynania, kończą się tylko…

 

K.G.: Jak nie doceni, to kończy jak stary, sfrustrowany, narzekający na wszystko naukowiec. [śmiech]

 

Ł.S.: Tak, tak się właśnie kończy. [śmiech] Nie chcę być zgorzkniały. Przychodzę do ludzi i pytam: jaki masz problem, w czym ci mogę pomóc na tyle, na ile starcza czasu? I wtedy razem podejmujemy działania. Wtedy łatwiej też napisać do tego historię, bo nie da się oszukać, że dzisiaj nauka kierowana jest finansami i żeby przekonać agencję finansującą do tego, że problem jest społecznie istotny i że ktoś będzie chciał z tego korzystać, i z tego powstanie coś realnego, użytecznego, historia i podwaliny muszą być mocne. 

 

K.G.: To proszę opowiedzieć jakąś historię, że pan gdzieś do kogoś poszedł o coś zapytać i pana oczy się otworzyły szeroko, że ojej, jest taka rzecz do rozwiązania i ja chyba mam pomysł, jak to zrobić.

 

Ł.S.: Na pewno był to pan doktor Ciążela. On pokierował naszymi poczynaniami w laboratorium, wyznaczył nam tok badań na kolejne lata. Kiedyś na konferencji spotkałem też takiego pana, dzięki któremu później miałem możliwość odbywania tego stażu w NASA. Okazało się tam, że lasery miały pewne problemy, które mnie tak zainspirowały, że wyznaczyły tok badań na wiele lat do przodu. Tak że warto słuchać tego, z czym przychodzą do nas inni. Oni później nas inspirują i wyznaczają nowe obszary zainteresowań. Ja tylko dodam, że kiedyś optyka była dla mnie najnudniejszą działką fizyki, no bo co może być ciekawego w soczewkach i w świetle? Miałem inne zainteresowania, ale potem były właśnie te interakcje społeczne i ta wymiana doświadczeń z innymi naukowcami – masz problem, jest to ciekawe, powiedz mi dlaczego. I to naturalnie nas wciąga, i potem nawet trudno nam się zorientować, że jesteśmy całkowicie zanurzeni w ten świat i że stał się on naszym nowym światem.

 

K.G.: Dlaczego granty ERC Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych są uznawane za tak prestiżowe i tak pożądane? Co w nich takiego jest?

 

Ł.S.: Do tej pory kluczowy był ten aspekt high risk, high gain. Żeby przekonać ludzi do tego, że jest duży impakt społeczny, że jest duże oddziaływanie, jednocześnie jest duże ryzyko, ale ryzyko, które jest odpowiednio zarządzane, ma się całą masę zapasowych planów na wypadek, gdyby coś poszło nie tak, trzeba to udowodnić swoim CV. Trzeba pokazać, że można było się znaleźć w różnych nieraz trudnych warunkach, w grupach badawczych, w których podejmuje się aktualne i bardzo ryzykowne tematy, i w tym dodało się swoją cegiełkę albo nawet przejęło się rolę lidera. Buduje się wtedy odpowiednią reputację w środowisku, buduje się swoją pozycję. Nie jest to łatwe, ponieważ siedzenie tylko w jednej grupie badawczej od samego początku, w której pracuje się pod dyktando szefa i realizuje się jego wizję, wydaje mi się, że może być niewystarczające do tego, żeby przekonać komisję tych grantów. Współczynnik sukcesu w takich grantach jest na poziomie kilkunastu procent, chyba teraz jedenastu. Ale i tak w praktyce większość pomysłów jest odrzucana na samym początku. Sztuka zaprezentowania tego pomysłu, udowodnienia, że ja jestem właściwą osobą i będę w stanie udźwignąć ten ciężar, jest trudne. Jest właśnie ten aspekt, że ERC próbuje adresować te badania, których nie są w stanie sfinansować narodowe agencje finansujące. I to jest chyba najtrudniejsze.

 

K.G.: No właśnie o to pytam, bo pan naturalnie wszedł od razu w ten wątek, jak dostać grant ERC i jak trudno jest to zrobić, a ja chciałam, żebyśmy też powiedzieli naszym słuchaczom i słuchaczkom, dlaczego to jest tak pożądane. Tam po prostu jest zasadniczo więcej pieniędzy, niż można otrzymać z grantów narodowych agencji, tak jak u nas z NCN-u, który pozdrawiamy serdecznie?

 

Ł.S.: Tak, ta pula pieniędzy jest zdecydowanie większa. 

 

K.G.: W pana przypadku półtora miliona euro, tak?

 

Ł.S.: Tak. Można wnioskować o dodatkowe finansowanie. Nie pamiętam dokładnie, czy jest to dodatkowe pół miliona, czy milion euro, to musi być w uzasadnionych przypadkach i najczęściej dotyczy to zakupu specjalistycznej aparatury. Moja historia była inna. Ja najpierw zbudowałem aparaturę, a potem powiedziałem: jestem na to gotowy, teraz potrzebuję pieniędzy, żeby zatrudnić ludzi i iść do przodu. Te pieniądze są trudne do zdobycia, bo trzeba stworzyć odpowiednią historię. 

 

K.G.: Kiedy pan w takim razie zdecydował, że będzie aplikował o ten grant? Bo wychodzi na to, że to jakieś wręcz kilkuletnie przygotowania. 

 

Ł.S.: Tak, myślę, że żeby napisać przekonującą historię, trzeba sobie to strategicznie rozplanować. Ja po pobycie na stażu podoktorskim w NASA zdecydowałem się aplikować o grant Marii Skłodowskiej-Curie, który pozwolił mi wrócić do kraju. Mówi się też, że takim pierwszym krokiem do uzyskania grantu ERC jest właśnie to stypendium, bo pokazuje, że jesteśmy w stanie odnaleźć się w tej europejskiej infrastrukturze, że znamy ten system. Te granty są też bardzo surowo oceniane. Trzeba uzyskać chyba dziewięćdziesiąt dwa czy dziewięćdziesiąt pięć procent oceny, żeby otrzymać taki grant. To było też zauważone przy okazji recenzji tego europejskiego grantu. I wtedy właśnie już na etapie odbywania tego stypendium w Polsce, wracając ze Stanów Zjednoczonych, dojrzałem do tego, że to jest moment, kiedy mogę przygotować sobie infrastrukturę, przygotować się na to, żeby napisać przekonującą historię dla oceniających z Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych. 

 

K.G.: Ale jak to zwykle bywa ze schematami czy dobrymi poradami, są od nich wyjątki. Bo mówił pan o tym, że dobrze działa mobilność, wyjście, bycie liderem własnej grupy, zmiana środowiska, pokazanie, że jest się człowiekiem elastycznym dzięki zmianie środowiska naukowego czy środowiska pracy, ale pana kolega, czyli profesor Maciej Trusiak z Politechniki Warszawskiej, który w tym samym roku też dostał ERC Starting, sam mi mówił, że on jest trochę z chowu wsobnego, wychowanek Politechniki Warszawskiej. Cały czas w niej jest i też dostał ten grant. Więc widać, że chyba najważniejsza jest ta historia.

 

Ł.S.: Tak, pozdrawiam Maćka. Maciek jest bardzo inspirującą osobą i zdążył już udowodnić swoją pozycję, ale to dzięki bardzo rozbudowanym współpracom, gdzie zaoferował swoje rozwiązania mikroskopii i we współpracy z liderami ze Stanów Zjednoczonych i z Europy zbudował swoją reputację i to było przekonujące. Tak że sam fakt wyjazdu nic nie oznacza. Pytanie, co my z tego przywieziemy. Jest też cena, którą się za to płaci. Paradoksalnie może się okazać, że ta unikalna infrastruktura, którą już mamy, plus odrobina samodzielności w lokalnym laboratorium może dać więcej niż ciągła zmiana grupy i wyjeżdżanie w najbardziej prestiżowe miejsca. Więc trzeba zrównoważyć potencjalne zyski i koszty, które się ponosi.

 

K.G.: Czyli trzeba myśleć celem, a nie iść koleinami kolegów, koleżanek. Tylko raczej myśleć, co dla nas będzie najlepsze.

 

Ł.S.: Tak. I oryginalność. 

 

K.G.: Zastanawiam się czasami – bo tak się o tym mówi, pan o tym mówi, wiele osób o tym mówi, że teraz naukowiec, naukowczyni musi umieć sprzedać swój projekt, zaprezentować go, ubrać w PR-owe opowieści, oczywiście z zachowaniem pełnej merytoryki mimo wszystko. Pięciominutowa czy półtoraminutowa prezentacja, jakieś takie historie. Czy to dobrze? Czy nie tracimy różnych talentów, które nie potrafią w ten sposób funkcjonować, a umysły mają superbłyskotliwe? 

 

Ł.S.: Jest to ogromne wyzwanie. Myślę, że dużo osób rezygnuje z kariery naukowej, ponieważ nie potrafi się w tym odnaleźć, np. ta słynna doktryna publish or perish – opublikuj albo zgnij – prowadzi też do wielu absurdów, że jesteśmy systemowo zmuszani do publikowania niekoniecznie rozwiązanych do końca problemów. Z drugiej strony media społecznościowe, agencje finansujące wymuszają na nas ciągłe aktualizacje. Tak jak w firmach jest codzienne czy tygodniowe spotkanie z mentorem, z kierownikiem grupy, który regularnie nas pyta o to, co dzisiaj zrobiliśmy – można to postrzegać jako produktywne i antyproduktywne. 

 

K.G.: Brzmi korporacyjnie.

 

Ł.S.: Bardzo korporacyjnie, ale nauka dąży też do takiej korporatyzacji. Kolejnym wyzwaniem jest właśnie ta liczba publikacji i tego, na ile są one przełomowe i unikalne. Gdyby wielu dzisiejszych laureatów Nagrody Nobla podlegało ocenie i standardom naszych kryteriów ewaluacji, prawdopodobnie byliby po prostu zwalniani ze swoich wydziałów dlatego, że według tych kryteriów pracują powolnie, niewydajnie, ich stosunek godzin pracy do wyniku, czyli do publikacji naukowej, jest przeciętny. Natomiast nie tak to powinno wyglądać. Z drugiej strony jest też dużo osób, które potrafią grać z systemem, potrafią cudownie mnożyć punkty. Tu nie ma złotego środka „jakość ponad ilość”, ale też nie jesteśmy w stanie się wyłączyć z tego systemu, więc trzeba po prostu mierzyć wysoko, ale też nie można popadać w takie absurdy, w których czekamy z naszym złotym pomysłem dziesięć lat, bo w międzyczasie świat nas może wyprzedzić.

 

K.G.: Nie da się przecież robić przełomów na zawołanie czy żeby statystyka się zgadzała, bo to brzmi jak jakieś wyrobnictwo. Zespół ma dostarczać dwa i pół przełomu na miesiąc? Rozumiem z jednej strony to, że trzeba formalizować sposób finansowania nauki, żeby to było klarowne, czytelne, transparentne itd., ale to wszystko, o czym pan mówi, że iluś tam noblistów by poległo w aktualnym systemie, oznacza, że może nam coś po prostu przecieka przez palce.

 

Ł.S.: Tak. Trzeba też pamiętać, że liczba naukowców czy naukowczyń w międzyczasie się zwiększyła i rośnie w tej chwili eksponencjalnie. Mamy teraz w Azji prawdziwą kuźnię talentów. Najbardziej utalentowani Chińczycy lecą do Stanów Zjednoczonych, gdzie dostają się na topowe uniwersytety i wracają z tą wiedzą z powrotem do siebie. Tam jest ogromne parcie na to, żeby zaistnieć w świecie, żeby dostać się do tych najlepszych grup i później tam tworzyć. Więc nawet demograficznie trudno nam z tym wygrać. À  propos samej publikacji i tej natury przełomu – przyjechał do nas na uczelnię profesor Ferenc Krausz, laureat zeszłorocznej Nagrody Nobla, i zapytałem go, jaka jest natura prawdziwej innowacji. Czy to jest możliwe, żeby tworzyć tak na zawołanie i czy to jest tak, że się po prostu budzi człowiek z tą złotą, genialną myślą i mówi: tak, to jest to? Powiedział, że nie, że po prostu trzeba opanować warsztat tego, co robią dzisiaj najlepsze grupy, najlepsi naukowcy i dodać od siebie ten element przełomowy, ale to nie jest tak, że to przychodzi jako jakiś szczególny dar. To jest ciężka praca, opanowanie warsztatu. Bo w nauce nie tylko musimy dorównać do najlepszych, ale często być jeszcze lepsi od tych najlepszych. I ten ostatni aspekt jest chyba najtrudniejszy. Ale to się nie pojawia z dnia na dzień.

 

K.G.: A nie jest tak, że ten system jest tak zorganizowany, że ambicja może de facto spowodować szkody u naukowca? Bo jak pan mówi, trzeba być coraz lepszym, umieć się pokazać itd. Myślę, że może to być bardzo obciążające. 

 

Ł.S.: Jest bardzo. Nawet słyszałem kiedyś taką opinię, że akademia, czyli świat akademicki, jest jak maraton, w którym meta się cały czas przesuwa. I tam ciągle brakuje sił, ale jeszcze trzeba więcej, jeszcze trzeba więcej. To jest trudne.

 

K.G.: Bo za nami jedzie walec i jak się zatrzymamy, to zmiecie nas z planszy. [śmiech]

 

Ł.S.: Albo to, że jeśli nie idziesz tak szybko, jak inni, to znaczy, że się cofasz. Brakuje nam sił, a inni w międzyczasie nas wyprzedzają. I ten dotychczasowy wysiłek można postrzegać tak, że on poszedł na marne. Trzeba mieć też twardą psychikę i umieć się w tym wszystkim odnaleźć. W pewnym momencie też odpuścić pewne wyzwania, żeby się nie wykończyć, złapać chwilę oddechu i może wtedy uderzyć ze zdwojoną siłą.

 

K.G.: Rozmawiacie sobie o tych wszystkich trudnościach szczerze na konferencjach, w towarzystwie?

 

Ł.S.: Tak, one dotyczą każdego. Ludzie przeżywają momenty wypalenia albo po prostu zmęczenia. Miałem okazję poznać też jedną laureatkę grantu ERC, która na jakieś dwa, trzy lata usunęła się ze świecznika, realizowała swoją ambitną wizję po cichu, w laboratorium i powróciła, ale w prawdziwej glorii i chwale, bo rozwiązała problem, który obiecała w swoim projekcie. Dzisiaj jest zapraszaną spikerką na międzynarodowych konferencjach i każdy chce z nią współpracować. Ale właśnie dlatego, że umiała się wyciszyć, wyłączyć ten cały szum tła, który nas męczy. Ja też swego czasu popadłem w taką pułapkę, w której jeździłem bardzo dużo na konferencje, i zauważyłem, że nie mam czasu na nic innego niż te wyjazdy. Potem jest okres rekonwalescencji, dochodzenia do siebie. Trzeba umieć to wszystko zrównoważyć.

 

K.G.: Jak się pracuje w Stanach chłopakowi wychowanemu na Politechnice Wrocławskiej? Bo CV jest naprawdę imponujące – Uniwersytet Princeton, Laboratorium Napędu Odrzutowego NASA czy Kalifornijski Instytut Technologiczny – słynny CALTECH. Jak tam jest?

 

Ł.S.: Mogę powiedzieć tyle, że wykorzystywałem swoje umiejętności nabyte w trudnych warunkach o ograniczonym finansowaniu i kiedy to trafi, na taki grunt, w którym finansowanie jest niemalże nieograniczone, to jest momentalnie doceniane. Bo z jednej strony możemy pewne rozwiązania kupić i szybko zdobyć, ale często one są niemodyfikowalne do naszego problemu i wtedy przychodzi chłopak z wiertarką, młotkiem, lutownicą z Polski, który modyfikuje to wbrew specyfikacjom, i nagle okazuje się, że w kontekście oryginalnego projektu badawczego to jest dokładnie to, czego potrzebujemy. Starałem się słuchać tego, czego potrzebują inni, jakie są wizje. Na pewno system jest tak skonstruowany, żeby bardzo dużo pracować, ponieważ w realiach amerykańskich mamy zaledwie kilka dni wolnego.

 

K.G.: W ciągu roku?

 

Ł.S.: Tak. 

 

K.G.: A niedziele?

 

Ł.S.: Oczywiście weekendy są.

 

K.G.: Dobrze. Różne rzeczy się słyszy o Elonach Muskach itd., więc wolałam dopytać. [śmiech]

 

Ł.S.: Tak, ale Święta Bożego Narodzenia i Sylwester nie zawsze są wolne. Chociażby ten fakt, że ja pracuję, ale też inni pracują, dodatkowo nas motywuje. I jest ta mentalność, że przychodzę rano, są ludzie w laboratorium, wychodzę wieczorem i dalej są w laboratorium, jest po prostu duży etos pracy. Nie mnie oceniać, czy zawsze przekłada się to na wyniki, natomiast w takim środowisku jest duża motywacja, jest też silna konkurencja. Na szczęście zdrowa.

 

K.G.: Właśnie o to chciałam zapytać, czy zdrowa, bo jak wszyscy przyjeżdżają do tych Stanów – Europa, Chińczycy, dużo obywateli Indii, których jest bardzo dużo, bo też się bardzo rozwijają pod kątem nauk technologicznych – to co? Wszyscy chcą być najlepsi. I wszyscy jesteście młodzi, i stoicie na linii startu tego wyścigu. Mówi pan, że to jest faktycznie zdrowa konkurencja?

 

Ł.S.: Nie doświadczyłem nigdy sytuacji, w której ktoś by coś ode mnie podkradał albo próbował utrudniać mi eksperyment czy specjalnie coś psuł. Miałem przyjazne otoczenie. Spotykaliśmy się też na takim neutralnym gruncie, w restauracjach, na spotkaniach, były wspólne wyjazdy, więc nie miałem nigdy okazji doświadczyć jakichś niemiłych zagrań ze strony kolegów czy koleżanek. Słyszałem o takich historiach, ale jest to raczej jednostkowe. Ludzie, którzy funkcjonują w świecie akademickim i sami mają jakieś doświadczenia np. wyniesione z domu, mają odpowiednie standardy moralne. Ja do tej pory takich ludzi poznałem i takich też życzę innym. Jakiś plagiat, oszustwo, fałszerstwo na szczęście nigdy nie dotyczyło mojego bliższego środowiska.

 

K.G.: Jak obserwuję z zewnątrz, ale jednak z dość bliska całe środowisko naukowe, to mam wrażenie, że to jest bardzo społeczne środowisko. To znaczy, jak się straci dobrą opinię, to potem jest już bardzo trudno ją odzyskać, prawda?

 

Ł.S.: Tak, tutaj się na to pracuje całymi latami. Jeżeli ktoś zostanie przyłapany na jakimś oszustwie czy na manipulacji danymi, to można powiedzieć, że już pożegnał się z karierą, więc gra jest niewarta świeczki. Czasami lepiej poczekać, odpuścić, niż narazić się na kompromitację.

 

K.G.: A co pan robił w NASA?

 

Ł.S.: Pracowałem nad laserami półprzewodnikowymi w grupie mikrourządzeń. Moi poprzednicy wysłali międzypasmowy laser kaskadowy na powierzchnię Marsa w ramach misji Curiosity, gdzie poszukiwali metanu. Były nadzieje, że będzie on pochodzenia organicznego, na razie nie ma na to dowodów. Ja ten laser chciałem poszerzyć o dodatkową funkcjonalność, żeby świecił na wielu kolorach jednocześnie, a w ramach projektu ERC, żeby jeszcze wytwarzał fale terahercowe. Unikalność polega na tym, że on wytrzymuje w przestrzeni kosmicznej, radzi sobie z dużą dawką promieniowania kosmicznego, nie ulega bardzo szybkiej degradacji, więc historia napisała się niejako sama.

 

K.G.: Jak to jest pracować w NASA? To jest tak, że to jest taka gigantyczna instytucja, której się nie ogarnia umysłem, czy każdy ma swój zespół i ostatecznie jest dość kameralnie?

 

Ł.S.: To ostatnie. Te zespoły są podzielone na kilkunastoosobowe grupki, wśród nich są jeszcze takie mikrosekcje. Każdy ma ambitne zadanie. My tworzyliśmy technologie, które potencjalnie mogą być wykorzystane przez naukowców do realizacji tych ambitnych celów, takich jak poznanie naszego Wszechświata, przygotowanie gruntu na ludzką eksplorację, na zamieszkanie. Miałem swojego bezpośredniego przełożonego, kilka osób stowarzyszonych z naszym eksperymentem i byliśmy dla siebie jak rodzina. Tak że mimo tego, że jest to ogromna organizacja – sam JPL to jest około dziesięciu tysięcy osób – to sprowadza się to ostatecznie do grupy kilkudziesięciu osób, które razem pracują w jednym laboratorium.

 

K.G.: JPL, czyli wspomniane Laboratorium Napędu Odrzutowego. A czemu pan wrócił do Polski?

 

Ł.S.: Po pierwsze przyszedł COVID, który utrudnił mój dostęp do laboratorium. Projekty o znaczeniu strategicznym, takie jak wtedy Mars 2020, miały priorytet nad wszystkimi programami nauk podstawowych. Jeżeli przez rok miałem kilkanaście okazji do wejścia do laboratorium, to bardzo hamowało to mój rozwój. Nie spodziewałem się szybkiego rozwiązania sytuacji, miałem też okazję powrócić do kraju, żeby budować jedno z laboratoriów w ramach inicjatywy Narodowego Laboratorium Technologii Fotonicznych i Kwantowych NLPQT. I ta możliwość założenia laboratorium marzeń na moim Alma Mater w miejscu, w którym się urodziłem, zdawała mi się wtedy bardzo atrakcyjna, i dalej uważam, że to był taki przełomowy moment. I dwa – czułem, że przyszedł czas na pewną zmianę i to ostatecznie się opłaciło. 

 

K.G.: Mam takie wrażenie, że te wyjazdy za granicę wcześniej były takie raczej „jak się wyjedzie, to się już zostaje”, a teraz dużo osób wraca do Polski. Nie mam na to żadnych danych, ale takie wrażenie, po prostu patrząc po znajomych. 

 

Ł.S.: Też mam takie wrażenie. Wśród laureatów ERC też można znaleźć wiele osób, które spędziły nawet prawie dziesięć lat w czołowych amerykańskich jednostkach badawczych, i wracają dlatego, że mają tu tę ciekawą pozycję, w której mają doświadczenia, kontakty, są w pewien sposób wyjątkowe na polskim rynku i to daje im przewagę. Tak że nie jest tak dlatego, że są średni. To są naprawdę wybitne osoby, które z łatwością znalazłyby zatrudnienie na tamtym rynku, ale też warto pamiętać, że mamy tutaj całą pulę utalentowanych kandydatów i kandydatek, które pokierowane w należyty sposób mogą dać naprawdę fantastyczne wyniki.

 

K.G.: Tak na koniec – myśli pan, że jesteśmy w jakimś takim progu rewolucji terahercowej? Bo generalnie jak się tak przejdziemy po ulicy i zapytamy ludzi, czy słyszeli o mikrofalach, to słyszeli, o podczerwieni słyszeli. O terahercach nikt nie słyszał. I faktycznie będzie tak, że za jakiś czas będziemy swobodnie korzystali z tego promieniowania, i idzie nowe?

 

Ł.S.: Nie wiem, czy w tak bardzo cywilnych aplikacjach, o jakich wspomniałem, ale np. w telekomunikacji. Już dzisiaj zapotrzebowanie na łączność o ogromnej przepustowości, żeby obejrzeć wideo w cztery, osiem, szesnaście K, na wielu telewizorach jednocześnie czy dostęp do tego typu informacji w centrach konferencyjnych pokazuje, że obecne technologie są niewystarczające, że trudno je skalować i przejście w stronę fal submilimetrowych, czyli tych prawie terahercowych, i coraz wyżej, będzie implikować zwiększanie tej częstotliwości nośnej, czyli pójście w stronę fal terahercowych. Największy kłopot na dzisiaj to są koszty. Skalowanie częstotliwości nie skaluje się liniowo i przejście w zakres terahercowy, który już wymaga wykorzystania elementów optycznych, może być na dzisiaj nieakceptowalne dla zwykłych ludzi, a nawet dla dużych korporacji.

 

K.G.: Dlaczego? Za drogo?

 

Ł.S.: Tak. Taniej postawić kilka stacji dostępowych o niższej częstotliwości, niż zrobić jedną o wysokiej. Po prostu to jest efekt skali i z tego też powodu musimy jeszcze trochę poczekać, ale pracujemy nad tym. Ludzie, którzy rozwijali dzisiejsze technologie, rozwijali je dwie, trzy dekady temu.

 

K.G.: Jak sobie poradzić z tym, że to, czym zajmuje się pan i masa innych inżynierów, jest tak bardzo w oderwaniu od tego, co mówiąc wprost, ludzie rozumieją? Mam wrażenie, że jest tak totalny rozstrzał między tym, co się dzieje w technologii – ludzie z niej korzystają, oglądają te cztery K itd., ale nie wiemy dokładnie, jak to działa. Myśli pan, że ważne jest to, żeby utrzymywać tę łączność między światem naukowców, inżynierów a użytkowników czy w zasadzie może nie ma to aż takiego znaczenia?

 

Ł.S.: Myślę, że jest to konieczne. Tutaj jest właśnie rola popularyzatorów nauki, którzy uświadamiają i komunikują tego typu wiedzę. Ciężko nadrobić te zaległości, bo dzisiaj szkoła nie oferuje dostępu do tak wysublimowanych aspektów dzisiejszej technologii czy nauki, często nie jest to wspominane nawet na studiach. Natomiast my, naukowcy, naukowczynie też nie jesteśmy aż tak bardzo oderwani. Mamy nawet formalny nakaz komunikowania naszej wiedzy do zwykłych obywateli w różnych formach, czy to przez platformę X, czy właśnie YouTube, czy formy różnego rodzaju wywiadów. Więc uświadamiać jak najbardziej, pokazywać, że jest to droga rozwoju, kariery, że to jest ciekawe, nowe. I pokazywać to w sposób przyjazny. Ale komunikowanie jest bardzo ważne, żeby nie sprowadziło to nas, ludzkości do operatorów smartfonów, którzy nie mają świadomości tego, co dzieje się z tyłu.

 

K.G.: Dziękuję bardzo i życzę powodzenia dla pana i całego zespołu. I żeby się udało. 

 

Ł.S.: Bardzo dziękuję.

 

K.G.: Doktor inżynier Łukasz Sterczewski z Politechniki Wrocławskiej gościł w studio Radia Naukowego.

Dodane:
dr inż. Łukasz Sterczewski

dr inż. Łukasz Sterczewski

Pracuje w Katedrze Teorii Pola, Układów Elektronicznych i Optoelektroniki na Wydziale Elektroniki, Fotoniki i Mikrosystemów Politechniki Wrocławskiej, ma za sobą doświadczenia zawodowe z Uniwersytetu Princeton oraz z NASA. Laureat prestiżowego ERC Starting Grant na przełomowe dla nauki badania, stypendysta Marie Curie-Skłodowskiej. Zainteresowania badawcze: fotonika, optyczne grzebienie częstotliwości, lasery półprzewodnikowe (QCL, ICL, QW), laserowa spektroskopia optyczna, przetwarzanie sygnałów, obrazowanie hiperspektralne.

Obserwuj Radio Naukowe

Diamenty – w elektronice są cenniejsze niż u jubilera | prof. Robert Bogdanowicz
Nr 190
1:01:59
1:01:59
Dodaj do ulubionych
Pobierz odcinek

Udostępnij odcinek

Mikroskopia bezstresowa - nowe pomysły na podglądanie życia | prof. Maciej Trusiak
Nr 202
50:54
50:54
Dodaj do ulubionych
Pobierz odcinek

Udostępnij odcinek

Deficyt antymaterii – dlaczego istnieje raczej coś niż antycoś? | prof. Jan Kisiel
Nr 148
49:30
1,9 tys.
49:30
1,9 tys.
Dodaj do ulubionych
Pobierz odcinek

Udostępnij odcinek

Wodór – czy to tania, ekologiczna i bezpieczna alternatywa dla ropy? | prof. Mariusz Krawiec
Nr 156
52:17
2,1 tys.
52:17
2,1 tys.
Dodaj do ulubionych
Pobierz odcinek

Udostępnij odcinek

Ulubione

Skip to content