Kvantum Világnap: beszélgetés Leni Bascones kvantumfizikussal

Leni Bascones egy kvantumanyagok kutatásával foglalkozó fizikus, amelynek középpontjában az erősen korrelált elektronrendszerek és a nem szokványos szupravezetők állnak. A fókuszszám vendégszerkesztője is Fizikai folyóirat: Anyagok, "Női perspektívák a kvantumanyagok terén”, és társszerkesztője volt a Europhysics Letters három évre – mindkettő folyóirat IOP Kiadó, amely szintén termel Fizika Világa.

Milyen utat járt be a kvantumfizikába?

Nem voltam olyan, aki gyerekként tudta, hogy tudós szeretne lenni, mert szerette kitalálni, hogyan működik a világ. Valójában tinédzser koromban az volt a tervem, hogy divattervező leszek. Még amikor el kellett döntenem, hogy mit akarok tanulni az egyetemen, nem voltam biztos abban, hogy fizikát vagy történelmet tanuljak. Végül az asztrofizika iránti érdeklődésem miatt választottam a fizikát.

Csak az alapképzés harmadik évében volt [a Madridi Autonóm Egyetem], amikor részt vettem egy kvantummechanikai tanfolyamon, rájöttem, hogy ez a téma érdekel a legjobban. Ez lenyűgözött. Kezdetben részecskefizikára jártam, és ezzel kapcsolatos kurzusokat követtem, mivel ez szorosan kapcsolódik a kvantumfizikához. Ám amikor el kellett köteleznem magam egy téma mellett a doktori disszertációmhoz, úgy döntöttem, hogy a kvantumanyagokra és eszközökre koncentrálok, és a mai napig nagyon elégedett vagyok a választásommal.

Mi izgat a legjobban a kvantumfizikában?

Lenyűgözőnek találom a kvantumrendszerek viselkedését. Sok érdekes jelenség van, amit még nem értünk, és folyamatosan sok meglepetés érkezik. Jelenleg lehetőségünk van eszközök és kvantumanyagok tervezésére. Annak ellenére, hogy nem dolgozom közvetlenül alkalmazásokkal, ha belegondolok, milyen kézzelfogható hatásai lehetnek ennek a világra, például a digitális technológiákra, a klímaváltozásra, az orvostudományra és a közlekedésre, rendkívül izgalmasnak találom a kvantumfizikában rejlő lehetőségeket.

Milyen valós probléma megoldását reméli kutatásával?

Kutatásom középpontjában az erős elektronikus korrelációk és a szupravezetés áll. Jelenleg 2D moaré heterostruktúrákon dolgozom, például csavart kétrétegű grafénen, ahol két szénréteget relatív csavarással fednek át.

Az anyagok általában ellenállnak az elektromos áram áramlásának, és ennek leküzdése sok energiába kerül. Egyes anyagokban azonban ez az ellenállás egy bizonyos hőmérséklet alatt eltűnik – általában rendkívül alacsony hőmérsékleten –, és az elektromos áram energiaveszteség nélkül tud folyni. Az ellenállás eltűnése a szupravezetés egyik jellemzője, ami azért történik, mert az elektronok kooperatív állapotba kerülnek, amelyben párban kapcsolódnak össze. Ez azért meglepő, mert az elektronok töltött részecskék, és taszítják egymást.

A szupravezetésnek számos alkalmazási területe van, az épületmotoroktól, érzékelőktől és szerelvényektől az orvosi képalkotásig és kvantumszámításig, valamint erős mágnesek létrehozására, vagy elektromos áramok vezetésére és felhalmozására energiaköltség nélkül.

Egy bizonyos típusú szupravezetőben a szupravezetés az elektronok és az atomrács közötti kölcsönhatások miatt jön létre. Ez a magyarázat azonban nem működik az úgynevezett „nem szokványos szupravezetőkben”, amelyek sok esetben magasabb hőmérsékleten is szupravezetők. Ezekben az anyagokban meglepő a szupravezetés megjelenése, mert a páros elektronok közötti vonzás valójában a töltött részecskék közötti taszítás következménye lehet.

Nagyon szórakoztató lenne teljes mértékben megérteni a nem szokványos szupravezetés meglátásait és mechanizmusait, és megjósolni vagy megtervezni az új anyagokat, amelyek magas hőmérsékletű szupravezető képességgel rendelkeznek. Ez egy fontos és lenyűgöző kvantumprobléma, amelyet a fizikusok közel 40 éve próbálnak megmagyarázni. A közelmúltban felfedezett új, nagymértékben hangolható 2D-s szupravezető eszközökkel, például a moaré heterostruktúrákkal, számos új szupravezető rendszer tervezhető, és közelebbinek tűnik ennek a jelenségnek a magyarázata.

Milyen egyedi tulajdonságokat hozhatnak a hozzád hasonló női kutatók a kvantumfizikába?

A nők tehetséggel, intuícióval és kitartással rendelkeznek, és ezeket a tulajdonságokat nem veszíthetjük el. Több nőre van szükségünk, hogy előrehaladjanak a kvantumfizika alapvető ismereteiben és alkalmazásaiban.

Jelenleg sok tehetséges nőt veszítünk el attól, hogy kvantumkarriert folytassunk. Több nehézséggel kell szembenézniük, hogy előrehaladjanak a tudományban, gyakran a kollégák öntudatlan viselkedése miatt. Emellett a sztereotípiák és a bátorítás hiánya miatt kevesebb nő választja a kvantumfizikát. A nők azonban egyedülálló helyzetben vannak ahhoz, hogy elősegítsék a kvantumfizika fejlődését azáltal, hogy együttműködőbb és barátságosabb kutatási környezetet teremtenek. A túl sok verseny és az ego olyan tudományos gyakorlatokhoz vezet, amelyek növelik a zajt és késleltetik a kvantumproblémák megoldásának képességét.

Miben látja a kvantumfizika jövőjét?

Sok lehetőség korát éljük. A kvantum növekedni fog, és most már tudatában vagyunk a kvantumfizika felhasználásával feltalálható technológiáknak. Az alkalmazások fejlesztése a következő néhány év kutatásának kulcsfontosságú eleme lesz, de rosszul sül el, ha csökkentjük az alaptudományok fontosságát. A történelem azt mutatja, hogy a legrombolóbb technológiák az alapvető tudományos felfedezésekből, nem pedig az alkalmazások kereséséből születnek.

Szerinted jelenleg egy kvantumbuborékban vagyunk, ami hamarosan kipukkad?

Most sokat beszélünk a kvantumról, ugyanúgy, ahogy egykor, mondjuk, a nanotechnológiáról. Számos alkalmazás és új tudás fog megjelenni. Lehet, hogy jelenleg nem ezekre az alkalmazásokra és fejlesztésekre gondolunk, de a kvantumról alkotott felfogásunk fejlődni fog. Ez nem jelenti azt, hogy a buborék kipukkan, de nem szabad a finanszírozást és erőfeszítéseinket a választási lehetőségek nagyon szűk körére összpontosítanunk. Például egyes finanszírozó ügynökségek nagyon specifikus kvantumtechnológiákra összpontosítják támogatásukat, és megfeledkeznek az ezeket alátámasztó kvantumanyagokról. Vagy az ügynökségek csak akkor finanszíroznak projekteket, ha azok konkrét pályázatokhoz kapcsolódnak. Ez hiba, tekintve, hogy a kvantumanyagok jelenleg forradalmon mennek keresztül.

• SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
• Platoblockchain. Web3 metaverzum intelligencia. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
• Forrás: https://physicsworld.com/a/world-quantum-day-in-conversation-with-quantum-physicist-leni-bascones/