Prof. Marek Żukowski – Laureat Nagrody im. Jana Heweliusza

Laudacja o prof. dr. hab. Marku Żukowskim, wygłoszona przez prof. dr. hab. n. med. Janusza Limona – podczas uroczystości 28 stycznia 2016 r.

W swoim życiu wygłaszałem kilka laudacji, ale obecna jest najtrudniejsza z tego względu, że Laureat reprezentuje fizykę – a konkretnie zajmuje się mechaniką kwantową i kwantowym przetwarzaniem informacji. Badania światła kwantowego są nauką wysoce abstrakcyjną, wymagające niesłychanej wyobraźni matematycznej i dlatego też trudną do zrozumienia dla mnie lekarza-genetyka.

Laureat Nagrody Naukowej im. Jana Heweliusza w kategorii nauk ścisłych i przyrodniczych – prof. Marek Żukowski jest profesorem na Uniwersytecie Gdańskim, gdzie kieruje Instytutem Fizyki Teoretycznej i Astrofizyki. Pracuje tam zespół kilkudziesięciu naukowców i doktorantów. Promotorem Jego rozprawy doktorskiej był prof. UG Jan Fiutek – także promotor innego laureata nagrody – także fizyka, prof. Ryszarda Horodeckiego.

Fot. W+éodzimierz Amerski 123

Badania naukowe Marka Żukowskiego dotyczą praw, które rządzą mikroświatem. Okazuje się, że atomy i cząstki elementarne są rządzone zupełnie innymi prawami , niż te które sformułowali I. Newton i J. C. Maxwell. Są to prawa teorii kwantów. Teoria ta nie tylko opisuje strukturę atomów, molekuł, ale także zachowanie się kwantów światła (fotonów). Okazuje się mianowicie – gdy oświetla się laserowym światłem kryształ – większość fotonów przechodzi, ale niektóre fotony rozszczepiają się wykazując odmienne właściwości.

Same cechy tej teorii i niektóre jej przewidywania wydają się być paradoksalne, zupełnie nie odpowiadające „zdrowemu rozsądkowi”. Najsłynniejszy paradoks został przedstawiony przez Alberta Einsteina, B. Podolsky’ego i Nathana Rosena w 1935 roku. Miał wykazać niekompletność kwantowej teorii, tymczasem ukazał zdumiewające własności tzw. stanów splątanych par cząstek. Są to stany, w których każda z cząstek z osobna zachowuje się podczas pomiarów jej parametrów na sposób zupełnie przypadkowy – niczego nie można przewidzieć. Ale np. szczególnego typu splątanie powoduje, że wiemy o tym, że przy takich samych pomiarach cząstki na pewno zachowają się przeciwnie. Własności indywidualne są zupełnie niekreślone, a wspólne całkowicie określone. To jest niezależne od odległości laboratoriów, w których dokonuje się te pomiary, oraz od wyboru tego co zamierza się zmierzyć. W 1964 roku John Bell pokazał, że takie własności są całkowicie niewytłumaczalne na gruncie fizyki klasycznej. A to z racji tego, że nie można ich pogodzić z założeniem, że cząstki niosą ze sobą informacje o swych parametrach, które są następnie mierzone w laboratoriach.

Marek Żukowski stara się formułować silniejsze wersje Twierdzenia Bella, proponować nowe eksperymenty, możliwe do wykonania we współczesnych w laboratoriach, ukazujące te paradoksalne zjawiska i szukać możliwości wykorzystania tych efektów w praktyce. Wraz z Antonem Zeilingerem zaproponował laboratoryjne metody obserwacji splątania trzech lub więcej fotonów. Dzięki temu stała się między innymi możliwa demonstracja tzw. kwantowej teleportacji (1997), a ostatnio super precyzyjny test koncepcji A. Einsteina, B. Podolsky’ego i N. Rosena (2015, J. Hansen i in.). Obecnie obserwuje się splątanie nawet ośmiu fotonów.

Opisane zjawisko wiąże się z kwantową informacją, która generuje klucz kwantowy, który może stanowić szyfr nie do złamania przy obecnym stanie wiedzy. Powstają nowe protokoły informacyjne nazywane: teleportacja lub kwantową kryptografią.

Fot. W+éodzimierz Amerski 125

Prof. Marek Żukowski publikuje swoje odkrycia w najlepszych światowych pismach naukowych. Nie wystarczy powiedzieć, że jest pierwszym gdańszczaninem, który opublikował artykuł w elitarnym czasopiśmie jakim jest Physical Review Letters już w 1993 roku (obecnie jest autorem 28 artykułów w tym czasopiśmie). Wyniki swoich badań opublikował w ok. 150 pismach naukowych wśród których znajdują się pisma elitarne, będące marzeniem każdego naukowca: Nature, Proceedings of National Academy of Sciences USA, albo Physical Review. Jego artykuły były cytowane przez innych ok. 5000 razy (H indeks-34 = udział ten stanowi 13 proc. UG).

Laureat jest niezwykle aktywny w zakresie współpracy naukowej. W jego CV naliczyłem kilkanaście ośrodków zagranicznych w którymi współpracuje. Szczególnie ważna w tej współpracy jest grupa wiedeńska prof. Antona Zeillingera. Prof. Żukowski uczestniczył, bądź kierował kilkunastoma programami międzynarodowej współpracy naukowej oraz grantów KBN, Unii Europejskiej (VI i VII Program Ramowy) i Fundacji na Rzecz Nauki Polskiej. Ta ostatnia Fundacja przyznała Jemu w 2013 roku najwyższą nagrodę naukową w Polsce. W tym samym roku otrzymał nagrodę im. Marii Skłodowskiej Curie III Wydziału PAN, a w roku następnym nagrodę FNP Copernicus (wraz z fizykiem austriackim H. Weifurtherem). Otrzymał liczne nagrody naukowe JM Rektora UG. Na zakończenie pragnę podać kilka faktów z życia Laureata, aby „wyrwać go ze światła fotonowego” i sprowadzić tutaj, chociaż na chwilę, do tej pięknej Sali Ratusza.

Fot. W+éodzimierz Amerski 037

Prof. Marek Zukowski, swoje dzieciństwo, młodość a obecnie wiek męski spędza w Orłowie. Mieszka ok. 500 metrów od magicznego klifu orłowskiego. I doprawdy nie wiem, czy fotony światła sunące wzdłuż brzegu Morza Bałtyckiego nie rozszczepiają się właśnie na tym klifie – co wzbudziło umysł fizyka zajmującym się światłem kwantowym. Co więcej, ulubionym miejscem zabaw chłopięcych Jego, jak i moich, były już nieistniejące 5 – 6 wież triangulacyjnych stojących na morenie czołowej w Kolibkach. Przypuszczalnie stanowiły one punkty do nawigacji u-bootów i innych przepływających tam okrętów. Na ich kilkunastometrowych szczytach znajdowały się tajemnicze trójkąty, koła, kwadraty i nie wiem, czy te zadziwiające formy wzbudzały u przebiegającego obok chłopca. a potem maratończyka, wyobraźni w zakresie abstrakcyjnych form jakie stanowią teraz problemy splątanych fotonów.

Tutaj przechodzę do najważniejszej, poza pracą naukową, formy aktywności Prof. Marka Żukowskiego – jest on maratończykiem, brał udział w ponad 40 maratonach, głównie za granicą. Jest pasjonatem tego biegu, wytrzymałości swojego ciała i precyzji działania. Na jego ręku znajduje się skomplikowany chronometr – często włączany – może teraz też wyznacza mój czas. Ta dyscyplina psychiczna maratończyka jest w nauce niezwykle ważna, gdyż pojawiający się oryginalny pomysł nie marnuje się i jest przenoszony dalej w poznawaniu tajemnicy przyrody w tym wypadku ulotnego kwantowego światła.

Na zakończenie pragnę wymienić kilku laureatów nagrody im. Jana Heweliusza:- prof. Olgierd Narkiewicz senior, prof. Krzysztof Narkiewicz Junior, prof. Jerzy Limon i prof. Janusz Limon oraz obecny laureat prof. Marek Żukowski. Co ich łączy oprócz tej znamienitej nagrody? Okazuje się, że oni sami albo ich rodzice przyjechali jako repatrianci z Wilna. Tak więc przesiedleńcy polscy z Wilna i ich potomkowie włączyli się do nauki gdańskiej i zdobywają laury – to jak gdyby kontynuacja chlubnej tradycji polskiego Uniwersytetu im. Stefana Batorego w Wilnie.

Fot. W+éodzimierz Amerski Gda+äsk)

Gdańsk stanowi genius loci dla nauki polskiej, w którym poczesne miejsce zajmuje wybitny światowej sławy fizyk – prof. Marek Żukowski. Dołączył się on do elitarnych badań nad paradoksalnymi cechami światła kwantów – życzę mu dalszej wędrówki w tym mikroświecie i nieoczekiwanych odkryć pośród tego światła w poznawaniu jego tajemniczych właściwości.

Prof. dr hab. n. med. Janusz Limon

Ratusz Głównego Miasta Gdańska, 28 stycznia 2016 roku

Zdjęcia: Włodzimierz Amerski

One Comment

  1. W ostatnim zdaniu zakradł się błąd, nie chodzi o światło kwantów, ale o świat kwantów.
    Prawdziwy niezwykły Świat, zdający się być aczasową i aprzestrzenną bazą naszego obserwowalnego (także badanego naukowo) świata. To co jesteśmy w stanie obserwować jest wynikiem ogromnych cięć prawdziwej „kwantowej” rzeczywistości Świata. Cięcia te były niezbędne, by wygrywać w wyścigu ewolucyjnym i są odpowiedzialne za nasze ograniczenia poznawcze (umysł był zmuszony do budowy pragmatycznych, uproszczonych modeli rzeczywistosci, by zyskiwać na czasie przetwarzania informacji). Marek Żukowski zaledwie próbuje uchylić rąbka tajemnicy tego prawdziwego Świata. To uchylanie jest skrajnie trudne matematycznie i doświadczalnie, potencjalnie niesie jednak ogromne korzyści i dlatego jest doceniane.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *