Su kvantinėmis technologijomis dirbantis KTU mokslininkas Audrius Alkauskas: vykdyti pasaulinio lygio tyrimus JAV ir Lietuvoje yra du skirtingi dalykai

KTU Matematikos ir gamtos mokslų fakulteto (MGMF) profesoriaus Audriaus Alkausko išskirtinis darbas dar 2019 metais atsidūrė ant vieno įtakingiausių pasaulio taikomosios fizikos žurnalų „Applied Physics Letters“ viršelių. Už unikalų mokslinės reikšmės atradimą A. Alkauskas nominuotas LRT metų apdovanojimų „Metų atradimo“ kategorijoje.

Mokslininkas, apkeliavęs pasaulį nuo Anykščių iki Kalifornijos, teigia, kad sugrįžti į Lietuvą paskatino ne tik sentimentai, bet ir prasmės paieškos.

„Reikia klausytis savo širdies ir jos norų – jei kažkas tau svetima, o kažkas artima, reikia daryti tai, kas tau pačiam maloniau ir arčiau širdies. Man artimas mokslas“, – teigia A. Alkauskas.

– Kas paskatino rinktis fiziko kelią?

– Fizika visą laiką prasideda nuo kažko kito – juk ir mokykloje pirma pradedame mokytis matematikos, o tik tada kitų gamtos mokslų. Aš ją atradau per matematiką ir astronomiją, tik negaliu identifikuoti kuris iš šių mokslų buvo pirmasis paskatinęs susidomėti fizika. Galima sakyti, kad buvo du keliai, kurie mane atvedė ten, kur dabar esu.

Mokykloje man labai patiko matematika, tačiau mano brolis dvynys taip pat ją mėgo ir šiame moksle jam sekėsi geriau. Tad turbūt mano pasirinkimas buvo toks: jeigu broliui geriau sekasi matematika, kuri man taip pat patinka, aš turiu pasirinkti artimą sritį, tik ne tą pačią.

Kita vertus, jau vaikystėje domėjausi astronomija – žvaigždėmis, jų sandara, stebėjimais. Natūraliai tai peraugo į susidomėjimą tuo, kas yra šiek tiek arčiau žemės. Kaip dabar galiu rekonstruoti, taip aš atsidūriau fizikoje.

– Studijas baigėte Lietuvoje, tačiau po to išvykote į užsienį, kur apsigynėte daktaro laipsnį, vėliau ir dirbote. Kokios priežastys nulėmė sprendimą grįžti į Lietuvą?

– Tokio sprendimo vienas faktorius niekada nenulemia – bet koks svarbus pasirinkimas gyvenime ateina įvertinus daugelį priežasčių, o tokie sprendimai visada turi ir teigiamų, ir neigiamų aspektų. Išvykti iš Lietuvos buvo didelis žingsnis, tačiau manau, kad iš Lietuvos išvykti yra lengviau, nei į ją sugrįžti. Galiausiai, viską apsvarstęs supratau, kad yra daugiau pliusų, kuriuos matau sugrįžęs – čia ir mano artimieji, draugai.

Žinoma, kaip minusą įžvelgiu finansinį aspektą, be to, Lietuvoje dar nėra pakankamai stipri visa mokslo erdvė. Negaliu teigti, kad Lietuvoje nėra gerų universitetų, tačiau, savaime suprantama, čia ne visada esi apsuptas pačių gabiausių, talentingiausių pasaulio mokslininkų. Viena iš svarių priežasčių sugrįžti ir buvo noras suburti tokią mokslinę grupę, kuri būtų konkurencinga ir įvertinta tarptautinėje erdvėje.

Vykdyti pasaulinio lygio mokslinius tyrimus JAV ir Lietuvoje yra du visiškai skirtingi dalykai. Amerikoje tu būsi tiesiog vienas iš daugelio, tačiau Lietuvoje jauti, kad tavo darbas daug prasmingesnis.

– Šiuo metu esate KTU profesorius. Kaip atsiradote Universitete?

– Su KTU esu susijęs jau seniai. Esu kilęs iš Anykščių, tačiau trejus paskutinius metus mokiausi studentų miestelyje, KTU gimnazijoje. Per gimnazijos 25-mečio šventę 2014-aisiais sutikau KTU Matematikos ir gamtos mokslų fakulteto (KTU MGMF) dekanę Bronę Narkevičienę, kuri pakvietė mane dirbti fakultete.

Matematikos ir gamtos mokslų fakultetas kaip tik yra priešais gimnaziją, jį matydavau kasdien eidamas į pamokas. Jei nebūčiau mokęsis gimnazijoje, turbūt nebūčiau pasirinkęs čia dirbti. Norėjosi atiduoti ir tam tikrą duoklę Universitetui. Manau, galima sakyti, kad mano ryšys su Universitetu užsimezgė per KTU gimnaziją ir sentimentus paauglystės miestui Kaunui.

– 2019 metais jūsų bei kolegų darbas apie kvantinių emiterių prigimties nustatymą dvimačiuose puslaidininkiuose atsirado ant „Applied Physics Letters“ žurnalo viršelio. Gal galite papasakoti kas tai, kokia šio atradimo reikšmė? Ar su šiuo jūsų atradimu susidurs kasdieniai vartotojai?

– Nuopelnas, kad straipsnis atsidūrė ant viršelio, keliauja mano doktorantei Maženai Mackoit-Sinkevičienei, kuri kuria fantastiškus paveikslėlius. Paveikslėlį pamatęs žurnalo redaktorius iškart pasiūlė jį naudoti viršelyje, o mes sutikome.

Na, o kalbant paprastai, šis atradimas susijęs su kvantinėmis technologijomis, o tiksliau – kvantine komunikacija. Pats atradimas yra susijęs su specifinė medžiaga, boro nitridu, kuriame esančius emiterius (mažas „lemputes“) galima panaudoti kvantinių raktų siuntimui. Tačiau iki šiol nebuvo aišku kokia atominė sistema po tuo „emiteriu“ slepiasi. Man kilo idėja išbandyti vieną sistemą, anglies dimero defektą, o po atliktų ilgų skaičiavimų su kolegomis išsiaiškinome, kad hipotezė buvo teisinga ir nustatėme kokia atominė struktūra lemia tą signalą, kuris matomas eksperimente.

Tačiau, nors mūsų publikuotas straipsnis ir atsidūrė ant žurnalo viršelio, pats atradimas dar nėra technologija, tai tik jos pradžia.

– Visgi, matyti savo pavardę ant žurnalo viršelio ar televizijoje paprastam žmogui dažnai yra tam tikras pasiekimas. Kaip pats į tai žiūrite?

– Be abejo tai yra malonus pasiekimas, tačiau tuo pat metu – ir tam tikras įsipareigojimas. Jei jau kažką padarai – sukuri, sumodeliuoji, suskaičiuoji – bet toliau to nevystai, pasilieki mokslo užnugaryje. Dažnai neužtenka tik geros idėjos ar rimto atradimo, ypač moksle. Turi būti pasiryžęs ir toliau su ja dirbti, nes priešingu atveju ji gali ne tik paskęsti tarp kitų gerų idėjų, bet būti išplėtota kitų mokslininkų, o tu pats prarasi gerą šansą būti mokslo priešakyje.

– Kalbant apie mokslo priešakį, ar šį savo atradimą vystote toliau ar perleisite kažkam kitam?

– Taip, su kolegomis toliau dirbame, vystome šią idėją, dirbame tiek su minėta, tiek su kitomis medžiagomis. Aš manau, kad jei, kaip mokslininkas, dominančioje srityje randi kažką, kas itin patraukia tavo dėmesį, atrandi kažką naujo, vertinga ir toliau su tuo dirbti. Į kažką įsigilinus, ten dažnai slypi dar daugiau neatrastų dalykų. Žinoma, tai nėra lengva. Kartais tenka klysti, nerandant atsakymo gali nors daužyti galvą į sieną, bandyti iš naujo, tačiau gavus rezultatą, jausmas yra neįkainojamas.

– Be jau minėto, kokius projektus dar vystote?

– Šiuo metu su komanda dalyvaujame Europos Sąjungos projekte, skirtame kurti magnetinius jutiklius deimantų pagrindu. Iš deimanto išėmus du anglies atomus ir vietoje jų įdėjus vieną azoto atomą, galima sukurti kone pačius mažiausius egzistuojančius, tačiau itin naudingus magnetus. Šiame projekte jau daromi prietaisai matuoti temperatūrai, slėgiui, magnetiniams laukams ar net srovės pokyčiams neuronuose.

Aš pats esu fizikas-teoretikas. Man labiau patinka stovėti kiek atokiau nuo technologijos ir labiau užsiimti metodologijos vystymu, pavyzdžiui, parašyti programą, kuri vėliau gali būti naudojama visai kitur.

Tad mūsų komandos kūriniai yra ne tik įvairūs moksliniai straipsniai, bet ir kompiuterinės programos, kurios pačios nėra naujos technologijos, bet gali būti panaudotos technologijų, specifinių produktų vystymui.

– Kokiu moksliniu pasiekimu per savo karjerą labiausiai didžiuojatės?

– Šiuo metu labiausiai didžiuojuosi dviem: kilusia idėja pritaikyti tam tikrus pažangius kvant-mechaninius skaičiavimus taškiniams defektams kietuosiuose kūnuose ir išvystyta metodologija skaičiuoti kietųjų kūnų spektrams, jei jame yra priemaišų. Geras to pavyzdys – rubinas. Jei turite, šiuo atveju, baltos spalvos safyrą, bet jį įdedate chromo, gausite raudonos spalvos rubiną. Raudonumas atsiranda iš chromo priemaišos, tačiau pažiūrėjus detaliau, raudona spalva turi tam tikrą savitą spektrą, kurį apskaičiuoti nėra taip paprasta. Dar dirbdamas Amerikoje išvysčiau gana tikslų būdą kaip tą spektrą suskaičiuoti.

Nors išties, galbūt šiais pasiekimais ne tiek didžiuojuosi, kiek paprasčiausiai džiaugiuosi, kad galėjau tapti jų atradimo dalimi. O dabar tikiuosi, kad pagrindiniai pasiekimai dar bus ateityje.