Išmanių ir klimatui neutralių kompetencijų centras
Išmanių ir klimatui neutralių kompetencijų centro naujienos
Moksliniai tyrimai ir studijos neturi valstybinių sienų
2017-12-08
Moksliniai tyrimai ir studijos neturi valstybinių sienų
Mokslininkų ir dėstytojų mainai neabejotinai didina universitetų matomumą tarptautinėje mokslo ir studijų erdvėje. Jie atveria neribotas galimybes Lietuvos mokslininkams atlikti sudėtingiausius daugiadalykius mokslinius tyrimus, panaudoti užsienio universitetų laboratorijose esančią moderniausią mokslinių tyrimų įrangą, o dėstytojams – pasidalinti naujomis žiniomis, įgyti ir perduoti sukauptą patirtį užsienio universitetų studentams.
Dideli iššūkiai įgyvendinami tik turint labai stiprią motyvaciją, padedančią pasiekti aukštus rezultatus. Dar didesnes galimybes gali atverti nacionaliniai ir tarptautiniai fondai, suteikiantys galimybę dalyvauti jų organizuojamuose konkursuose ir laimėti savo pasiūlyto projekto, idėjos ar studijų dalyko studijoms reikalingą finansavimą. Konkursinis projektų finansavimo modelis labai populiarus Europos Sąjungos šalyse ir JAV. Šių šalių mokslininkai, dėstytojai bei universitetų studentai jau išmoko efektyviai išnaudoti dėstytojų ir studentų mainų programų potencialą ir įvertino fondų paramą kaip labai efektyvią ir naudingą.
Mokslininkų, dėstytojų ir studentų mainų įvairios programos puikiai veikia ir Lietuvoje. Kelias iš jų, susijusias su JAV ir Lietuvos bendradarbiavimu, siūlančias Lietuvos piliečiams finansavimą jau daugiau nei kelis dešimtmečius ir kurių teikiamomis galimybėmis asmeniškai teko pasinaudoti, norėčiau paminėti atskirai. Tai Fulbright fondo mokslininkų stipendija, kurios teikiamais privalumais man pavyko pasinaudoti 2002–2003 m., ir BAFF fondo programos mokslininkų stipendija, laimėta 2016–2017 m. Abu kartus vienerių metų laikotarpį teko garbė dirbti Ročesterio universitete (Rošesteris, Niujorko valstija, JAV).
Minėti fondai orientuoti į Lietuvos ir JAV mokslininkų, dėstytojų ir studentų mainus. Stipendijas laimėjusiems Lietuvos piliečiams suteikiama galimybė atlikti aukščiausio lygio mokslinius tyrimus JAV universitetų mokslinėse laboratorijose, tuo tikslu panaudojant moderniausias mokslinių tyrimų priemones. JAV mokslininkai taip pat gali atvykti į Lietuvą, užmezgus ryšius su Lietuvos mokslininkais, atlikti mokslinius eksperimentus ar įsigyti Lietuvoje gaminamos mokslinių tyrimų įrangos, skelbti bendras, su Lietuvos mokslininkais, publikacijas. Turint originalią mokslinio projekto idėją, abiejų fondų teikiamu finansavimu Lietuvos mokslininkas ar universiteto studentas gali pasinaudoti iš anksto susitarę su kažkuriuo iš JAV universitetų ir gavę jo palankų sprendimą priimti pretendentą jo siūlomo projekto įgyvendinimo laikotarpiui.
Kodėl Ročesterio universitetas? Šis universitetas su Vilniaus Gedimino technikos universitetu (VGTU) 2013 m. pasirašė abipusio bendradarbiavimo sutartį, apimančią studijų ir mokslinių tyrimų sritis. Kita priežastis – ši aukštojo mokslo įstaiga orientuota į II-osios ir III-osios studijų pakopų – magistrantūros ir doktorantūros – studijas, todėl turi įsirengusi puikias mokslinių tyrimų laboratorijas, kuriose studentai, vadovaujami profesorių, atlieka unikalius mokslinius tyrimus.
Ročesterio universitetas priskiriamas universitetų klasifikacijos grupei, kurios atstovai didelę dalį savo reikmėms reikalingų lėšų užsidirba iš mokslinių projektų ir mokslinio bendradarbiavimo su verslo įmonėmis. Reitinguose, universitetas užima aukštą 32 vietą tarp visų JAV universitetų. Muzikos dalyko studijų srityje – tai vienas pirmaujančių universitetų, todėl pasaulyje jis geriau žinomas ne kaip Ročesterio universitetas, bet kaip Eastman‘o vardo muzikos mokykla (angl. Eastman School of Music).
Studijų programos Ročesterio universitete susijusios su garso ir muzikos inžinerija, biomedicinos ir chemijos inžinerijomis, informacinių technologijų, elektros ir kompiuterių inžinerijomis, mechanikos inžinerija ir optika. Optika šiame sąraše išskirta neatsitiktinai, nes Ročesterio universitetas pasaulyje taip pat garsėja ir lazerinės energetikos tyrimų laboratorija. Joje siekiama iš atomų lengvųjų branduolių susintetinti sunkesnius branduolius, taip išgaunant branduolio ryšio energiją, virstančia elektromagnetinių bangų energija. Tuo tikslu laboratorijoje, į apytiksliai vieno kubinio milimetro deuterio (sunkusis vandenilis) ir tričio (hiper sunkusis vandenilis) užšaldytos medžiagos gabaliuką (taikinį) „šaunama“ galingu lazerio šviesos impulsu, o šviesos sąveikos su medžiaga metu, pastaroji labai stipriai įkaista iki beveik Saulės temperatūros ir tuo pat metu, sprogimo bangos labai stipriai suslegiama iki beveik Saulės vidinio slėgio.
Lazeris (OMEGA), kurio dėka galima pasiekti tokią aukštą medžiagos temperatūrą ir taip stipriai ją suslėgti, sudarytas iš 60 atskirų lazerių, kurių visų veikimas sinchronizuojamas vieno mygtuko paspaudimo metu, tuo pat metu dideliu skaičiumi įvairių jutiklių registruojant iš jų atsklidusios šviesos sąveikos su medžiaga rezultatą. Sąveikos metu dalis deuterio ir tričio branduolių tarpusavyje susijungia, sudarydami helio atomų branduolius. Dėl tokio branduolių „susiliejimo“ sumažėjusios branduolių masės (masės defektas, virstantis energija) sukuriamos ir išspinduliuojamos elektromagnetinės bangos (išgaunama energija), lyg Žemės sąlygomis labai trumpam įsižiebtų miniatiūrinė „saulė“. Tiesa, tokios reakcijos šiandien išgaunamas energijos balansas vis dar „neigiamas“, t. y. daugiau energijos, šviesos pavidalu, medžiagai reikia suteikti, nei jos išgaunama atomų branduolių sintezės metu. Tai reiškia, jog grandininė reakcija įkaitusioje ir suslėgtoje medžiagoje vis dar nevyksta taip, kaip ji vyksta Saulėje. Suprasdami, kad iki tikrosios branduolių sintezės dar toli, universiteto mokslininkai OMEGA ir kitus unikalius laboratorijos lazerius panaudoja įvairių išmaniųjų medžiagų elektrinių, optinių ir optoelektroninių savybių tyrimams.
Vieną iš laboratorijos lazerių, spinduliuojantį infraraudonosios spektro dalies, šimto femtosekundžių (1 fs = 10-15 s) trukmės šviesos impulsus, galėjau panaudoti savo išvykos į JAV metu mano vykdomo mokslinių tyrimų projekto tikslu. Tyrimų objektų buvo net keletas: tai nesimetriškai susiaurinti puslaidininkių medžiagos plonų sluoksnių, nusodintų ant izoliacinių padėklų, dariniai, dvimačių elektroninių dujų puslaidininkių dariniai, įterpti tarp izoliatorių ir turintys dešimčių nanometrų (1 nm = 0,001 mikrometro dalis) pločio laidžias protakas, pasižymintys puslaidininkio diodui, turinčiam p-n sandūrą, būdingomis elektrinėmis savybėmis.
Tyrimais nustatyta, jog mūsų tirti diodai gali veikti ypatingai aukštų (THz) dažnių, kuriuose paprastai nebeveikia p-n sandūras turintys diodai, ruože. Minėtas labai trumpų optinių impulsų lazeris ir jo spinduliuote sužadinama THz (1 THz = 1‘000‘000 MHz) dažnių signalus spinduliuojanti ir priimanti įranga mano projekte panaudota anglies nanovamzdelių optinių savybių tyrimams. Iš tyrimų rezultatų įsitikinta, jog mūsų naudotais optiniais metodais galima atpažinti skirtingą anglies lakštų suvyniojimo į nanovamzdelius kryptį bei įvertinti nanovamzdelių sąveiką su šviesa (t. y. optinę sugertį ir atspindį).
Ročesterio universiteto laboratorijoje tyrimams naudota THz dažnių signalus spinduliuojanti ir priimanti įranga, pagaminta Lietuvoje, UAB „Teravil“. Laboratorijoje naudota eksperimentinė įranga labai moderni ir labai brangi. Tad ją įsigyti kiekvieno universiteto mokslinių tyrimų laboratorijai ar mokslo centrui nebūtų labai racionalu. Pasinaudojus tarptautinių Fulbright ar BAFF fondų finansavimu ir nuvykus į JAV universitetą, turintį specifinę, tyrimams reikalingą įrangą bei išmokus ja naudotis, tyrimus galima atlikti daug pigiau.
Tokį planą dar paprasčiau pavyktų realizuoti, jei universitetas, kuriame dirba Lietuvos mokslininkas, turėtų tamprius tarptautinio bendradarbiavimo ryšius ar būtų pasirašęs bendradarbiavimo sutartį su suinteresuotais JAV universitetais. Tad tarptautinių fondų remiami mokslininkų, pedagogų, studentų mainai padidintų Lietuvos mokslo potencialą, leistų panaudoti mokslinių tyrimų tikslu lėšas, skirtas brangiai mokslinių tyrimų įrangai įsigyti, skatintų universitetų tarptautinį bendradarbiavimą ir didintų jų tarptautinį matomumą. Todėl kviečiu Lietuvos mokslininkus kuo efektyviau išnaudoti tarptautinių Fulbright ir BAFF fondų finansavimo galimybes ir, svečiuojantis JAV, sukaupti mokslinių tyrimų patirtį, gauti unikalius mokslinių tyrimų rezultatus geriausiose JAV mokslinių tyrimų laboratorijose panaudojant pačią moderniausią mokslinių tyrimų įrangą.
Tekstą parengė VGTU Fundamentinių mokslų fakulteto Fizikos katedros profesorius dr. Artūras Jukna, straipsnis publikuotas „Mokslo Lietuvoje“
Dideli iššūkiai įgyvendinami tik turint labai stiprią motyvaciją, padedančią pasiekti aukštus rezultatus. Dar didesnes galimybes gali atverti nacionaliniai ir tarptautiniai fondai, suteikiantys galimybę dalyvauti jų organizuojamuose konkursuose ir laimėti savo pasiūlyto projekto, idėjos ar studijų dalyko studijoms reikalingą finansavimą. Konkursinis projektų finansavimo modelis labai populiarus Europos Sąjungos šalyse ir JAV. Šių šalių mokslininkai, dėstytojai bei universitetų studentai jau išmoko efektyviai išnaudoti dėstytojų ir studentų mainų programų potencialą ir įvertino fondų paramą kaip labai efektyvią ir naudingą.
Mokslininkų, dėstytojų ir studentų mainų įvairios programos puikiai veikia ir Lietuvoje. Kelias iš jų, susijusias su JAV ir Lietuvos bendradarbiavimu, siūlančias Lietuvos piliečiams finansavimą jau daugiau nei kelis dešimtmečius ir kurių teikiamomis galimybėmis asmeniškai teko pasinaudoti, norėčiau paminėti atskirai. Tai Fulbright fondo mokslininkų stipendija, kurios teikiamais privalumais man pavyko pasinaudoti 2002–2003 m., ir BAFF fondo programos mokslininkų stipendija, laimėta 2016–2017 m. Abu kartus vienerių metų laikotarpį teko garbė dirbti Ročesterio universitete (Rošesteris, Niujorko valstija, JAV).
Minėti fondai orientuoti į Lietuvos ir JAV mokslininkų, dėstytojų ir studentų mainus. Stipendijas laimėjusiems Lietuvos piliečiams suteikiama galimybė atlikti aukščiausio lygio mokslinius tyrimus JAV universitetų mokslinėse laboratorijose, tuo tikslu panaudojant moderniausias mokslinių tyrimų priemones. JAV mokslininkai taip pat gali atvykti į Lietuvą, užmezgus ryšius su Lietuvos mokslininkais, atlikti mokslinius eksperimentus ar įsigyti Lietuvoje gaminamos mokslinių tyrimų įrangos, skelbti bendras, su Lietuvos mokslininkais, publikacijas. Turint originalią mokslinio projekto idėją, abiejų fondų teikiamu finansavimu Lietuvos mokslininkas ar universiteto studentas gali pasinaudoti iš anksto susitarę su kažkuriuo iš JAV universitetų ir gavę jo palankų sprendimą priimti pretendentą jo siūlomo projekto įgyvendinimo laikotarpiui.
Kodėl Ročesterio universitetas? Šis universitetas su Vilniaus Gedimino technikos universitetu (VGTU) 2013 m. pasirašė abipusio bendradarbiavimo sutartį, apimančią studijų ir mokslinių tyrimų sritis. Kita priežastis – ši aukštojo mokslo įstaiga orientuota į II-osios ir III-osios studijų pakopų – magistrantūros ir doktorantūros – studijas, todėl turi įsirengusi puikias mokslinių tyrimų laboratorijas, kuriose studentai, vadovaujami profesorių, atlieka unikalius mokslinius tyrimus.
Ročesterio universitetas priskiriamas universitetų klasifikacijos grupei, kurios atstovai didelę dalį savo reikmėms reikalingų lėšų užsidirba iš mokslinių projektų ir mokslinio bendradarbiavimo su verslo įmonėmis. Reitinguose, universitetas užima aukštą 32 vietą tarp visų JAV universitetų. Muzikos dalyko studijų srityje – tai vienas pirmaujančių universitetų, todėl pasaulyje jis geriau žinomas ne kaip Ročesterio universitetas, bet kaip Eastman‘o vardo muzikos mokykla (angl. Eastman School of Music).
Studijų programos Ročesterio universitete susijusios su garso ir muzikos inžinerija, biomedicinos ir chemijos inžinerijomis, informacinių technologijų, elektros ir kompiuterių inžinerijomis, mechanikos inžinerija ir optika. Optika šiame sąraše išskirta neatsitiktinai, nes Ročesterio universitetas pasaulyje taip pat garsėja ir lazerinės energetikos tyrimų laboratorija. Joje siekiama iš atomų lengvųjų branduolių susintetinti sunkesnius branduolius, taip išgaunant branduolio ryšio energiją, virstančia elektromagnetinių bangų energija. Tuo tikslu laboratorijoje, į apytiksliai vieno kubinio milimetro deuterio (sunkusis vandenilis) ir tričio (hiper sunkusis vandenilis) užšaldytos medžiagos gabaliuką (taikinį) „šaunama“ galingu lazerio šviesos impulsu, o šviesos sąveikos su medžiaga metu, pastaroji labai stipriai įkaista iki beveik Saulės temperatūros ir tuo pat metu, sprogimo bangos labai stipriai suslegiama iki beveik Saulės vidinio slėgio.
Lazeris (OMEGA), kurio dėka galima pasiekti tokią aukštą medžiagos temperatūrą ir taip stipriai ją suslėgti, sudarytas iš 60 atskirų lazerių, kurių visų veikimas sinchronizuojamas vieno mygtuko paspaudimo metu, tuo pat metu dideliu skaičiumi įvairių jutiklių registruojant iš jų atsklidusios šviesos sąveikos su medžiaga rezultatą. Sąveikos metu dalis deuterio ir tričio branduolių tarpusavyje susijungia, sudarydami helio atomų branduolius. Dėl tokio branduolių „susiliejimo“ sumažėjusios branduolių masės (masės defektas, virstantis energija) sukuriamos ir išspinduliuojamos elektromagnetinės bangos (išgaunama energija), lyg Žemės sąlygomis labai trumpam įsižiebtų miniatiūrinė „saulė“. Tiesa, tokios reakcijos šiandien išgaunamas energijos balansas vis dar „neigiamas“, t. y. daugiau energijos, šviesos pavidalu, medžiagai reikia suteikti, nei jos išgaunama atomų branduolių sintezės metu. Tai reiškia, jog grandininė reakcija įkaitusioje ir suslėgtoje medžiagoje vis dar nevyksta taip, kaip ji vyksta Saulėje. Suprasdami, kad iki tikrosios branduolių sintezės dar toli, universiteto mokslininkai OMEGA ir kitus unikalius laboratorijos lazerius panaudoja įvairių išmaniųjų medžiagų elektrinių, optinių ir optoelektroninių savybių tyrimams.
Vieną iš laboratorijos lazerių, spinduliuojantį infraraudonosios spektro dalies, šimto femtosekundžių (1 fs = 10-15 s) trukmės šviesos impulsus, galėjau panaudoti savo išvykos į JAV metu mano vykdomo mokslinių tyrimų projekto tikslu. Tyrimų objektų buvo net keletas: tai nesimetriškai susiaurinti puslaidininkių medžiagos plonų sluoksnių, nusodintų ant izoliacinių padėklų, dariniai, dvimačių elektroninių dujų puslaidininkių dariniai, įterpti tarp izoliatorių ir turintys dešimčių nanometrų (1 nm = 0,001 mikrometro dalis) pločio laidžias protakas, pasižymintys puslaidininkio diodui, turinčiam p-n sandūrą, būdingomis elektrinėmis savybėmis.
Tyrimais nustatyta, jog mūsų tirti diodai gali veikti ypatingai aukštų (THz) dažnių, kuriuose paprastai nebeveikia p-n sandūras turintys diodai, ruože. Minėtas labai trumpų optinių impulsų lazeris ir jo spinduliuote sužadinama THz (1 THz = 1‘000‘000 MHz) dažnių signalus spinduliuojanti ir priimanti įranga mano projekte panaudota anglies nanovamzdelių optinių savybių tyrimams. Iš tyrimų rezultatų įsitikinta, jog mūsų naudotais optiniais metodais galima atpažinti skirtingą anglies lakštų suvyniojimo į nanovamzdelius kryptį bei įvertinti nanovamzdelių sąveiką su šviesa (t. y. optinę sugertį ir atspindį).
Ročesterio universiteto laboratorijoje tyrimams naudota THz dažnių signalus spinduliuojanti ir priimanti įranga, pagaminta Lietuvoje, UAB „Teravil“. Laboratorijoje naudota eksperimentinė įranga labai moderni ir labai brangi. Tad ją įsigyti kiekvieno universiteto mokslinių tyrimų laboratorijai ar mokslo centrui nebūtų labai racionalu. Pasinaudojus tarptautinių Fulbright ar BAFF fondų finansavimu ir nuvykus į JAV universitetą, turintį specifinę, tyrimams reikalingą įrangą bei išmokus ja naudotis, tyrimus galima atlikti daug pigiau.
Tokį planą dar paprasčiau pavyktų realizuoti, jei universitetas, kuriame dirba Lietuvos mokslininkas, turėtų tamprius tarptautinio bendradarbiavimo ryšius ar būtų pasirašęs bendradarbiavimo sutartį su suinteresuotais JAV universitetais. Tad tarptautinių fondų remiami mokslininkų, pedagogų, studentų mainai padidintų Lietuvos mokslo potencialą, leistų panaudoti mokslinių tyrimų tikslu lėšas, skirtas brangiai mokslinių tyrimų įrangai įsigyti, skatintų universitetų tarptautinį bendradarbiavimą ir didintų jų tarptautinį matomumą. Todėl kviečiu Lietuvos mokslininkus kuo efektyviau išnaudoti tarptautinių Fulbright ir BAFF fondų finansavimo galimybes ir, svečiuojantis JAV, sukaupti mokslinių tyrimų patirtį, gauti unikalius mokslinių tyrimų rezultatus geriausiose JAV mokslinių tyrimų laboratorijose panaudojant pačią moderniausią mokslinių tyrimų įrangą.
Tekstą parengė VGTU Fundamentinių mokslų fakulteto Fizikos katedros profesorius dr. Artūras Jukna, straipsnis publikuotas „Mokslo Lietuvoje“
