Mam nadzieję, że już wkrótce będzie można przeprowadzić eksperyment, potwierdzający istnienie hipotetycznych cząstek, aksjonów, które mogą być ciemną materią – mówi RMF FM prof. Frank Wilczek, laureat nagrody Nobla z fizyki z 2004 roku. Gość 45. Zjazdu Fizyków Polskich, inaugurującego obchody stulecia polskiego Towarzystwa Fizycznego, wygłosił w Krakowie wykład na ten temat. W rozmowie z Grzegorzem Jasińskim zapewnia, że po nagrodzie Nobla jego praca naukowa się nie skończyła - wręcz przeciwnie, pracuje mu się teraz lepiej niż kiedykolwiek.

Grzegorz Jasiński: Panie profesorze, podczas swojego wykładu w trakcie 45. Zjazdu Fizyków Polskich mówił pan o hipotetycznych cząstkach, aksjonach i szansach na to, że te cząstki pomogą nam rozwiązać zagadkę ciemnej materii.

Prof. Frank Wilczek: One mogą być ciemną materią.



Czy nie będąc fizykiem można sobie wyobrazić, co to byłyby za cząstki? Jak można je opisać?

Pod pewnymi, fundamentalnymi względami mogłyby przypominać fotony, cząstki światła. Można się spodziewać, że byłyby jednak wersją o większej długości fali, jak mikrofale, albo fale radiowe. Tak można sobie to wyobrażać. Przy czym one nie są fotonami, oddziałują zdecydowanie słabiej niż fotony i mają skończoną masę, podczas gdy masa fotonów jest zerowa.

W pewnych sprzyjających okolicznościach, w silnym polu magnetycznym aksjony mogłyby transformować się w fotony, które moglibyśmy obserwować. To jest szansa na to, by je faktycznie zobaczyć.

Dokładnie tak. Ciężko pracujemy nad tym, by tę koncepcję zamienić w rzeczywistość. Trzeba być bardzo sprytnym i mieć bardzo czułe detektory, by choć ułamek liczby aksjonów przemienić w fotony i potem jeszcze ten proces konwersji zaobserwować.

To taki moment, kiedy fizycy zwracają się o pomoc do inżynierów, przedstawiają, co trzeba zbudować i liczą na to, że uda się to zrobić, jak trzeba. To nie jest eksperyment łatwy do przeprowadzenia.

To można porównać nieco do rozwoju odbiorników i anten radiowych. To nowego rodzaju antena, nie dla promieniowania elektromagnetycznego, ale właśnie aksjonów. Anteny dla promieniowania elektromagnetycznego doskonalono przez dziesięciolecia. My mamy coraz większą grupę ludzi, coraz więcej wiemy o tym, czego potrzebujemy. Mam nadzieję, że to nie potrwa tak długo. Trzeba tu  rozwiązać na swój sposób podobny problem.

Czy sądzi pan, że zagadka ciemnej materii jest najważniejsza we współczesnej fizyce, czy może w tej chwili najbardziej interesująca?

Jeśli w jakiś sposób powiązać jej znaczenie dla struktury Wszechświata i szansę, że będziemy w stanie zrozumieć ją w stosunkowo nieodległej przyszłości, aksjony są prawdopodobnie blisko maksimum tego, czym możemy się w najbliższym czasie w fizyce naprawdę mocno ekscytować.

Jakie jeszcze obszary fizyki są dla pana w tej chwili najbardziej interesujące? Na czym jeszcze się pan koncentruje?

Bardzo interesuję się jeszcze strukturami, które nazwałem kryształami czasowymi, które mają związek z innym aspektem podstawowej fizyki czasu. To dotyczy procesu pojawiania się spontanicznego uporządkowania w czasie i układach fizycznych, a być może też we Wszechświecie jako całości. Na poziomie praktycznym, by sprawdzić te możliwości można przeprowadzić wiele interesujących eksperymentów, a na poziomie technologicznym mogą one prowadzić do budowy nowej generacji jeszcze bardziej precyzyjnych zegarów atomowych.

Czy śledzi pan wyniki nowych eksperymentów prowadzonych z pomocą najnowocześniejszej aparatury, detektorów fal grawitacyjnych czy Wielkiego Zderzacza Hadronów w laboratoriach CERN?Mamy teraz dużo aparatury, która może pomóc odkrywać tajemnice natury. Coś szczególnie zwraca pańską uwagę?

Interesuję się wynikami wszystkich tych badań, z nadzieją patrzę na to, co z nich płynie, ale osobiście koncentruję się na poszukiwaniach aksjonów i kryształach czasowych. Może jeszcze myślę o pewnej strategii prac nad budową komputerów kwantowych, z wykorzystaniem pewnej klasy cząsteczek, zwanych enionami. Tym też się zajmuję, chciałbym pchnąć to do przodu.

Niektórzy laureaci nagród Nobla mówią, że w chwili otrzymania nagrody właściwie skończyło się ich naukowe życia. To nie jest pana przypadek?

Nie, myślę, że radzę sobie teraz lepiej niż kiedykolwiek. Mam nadzieję...

Jeszcze na koniec chciałbym zapytać o nagrodę pana imienia, która będzie przyznawana polskim naukowcom. Proszę powiedzieć coś o tej idei...

Nagroda ma być dla młodych naukowców z Polski formą zachęty. Ma dać im nieco wolności naukowej i nieco pewności, którą zdobywa się w następstwie wczesnego sukcesu. To dla mnie bardzo ważne, mam nadzieję, że laureaci tej nagrody będą mieli z niej pożytek.