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.

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.

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.

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.

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