FMOF MĒNEŠA ZINĀTNIEKS: Lāzeru centra pētnieks Reinis Lazda

Kādas ir Tavas intereses pētniecībā?

Šobrīd vēlos atrast interesantu un noderīgu pielietojumu fizikālajiem procesiem un materiālu īpašībām, ko ar kolēģiem līdz šim esam izpētījuši, sapratuši un nopublicējuši.

Pastāsti par šobrīd aktuālo savā pētnieciskajā darbībā. Pie kā strādā tieši šobrīd?

Šobrīd es strādāju pie augstas līdzstrāvas stabilizējošas prototipa ierīces izstrādes. Ierīces darbības principa pamatā ir dimanta kristāls, kurā iestrādāti specifiski defekti - slāpekļa atoms (N), kam blakus atrodas dimanta kristālrežģa vakance(V), šādus defektus sauc par NV centriem.

Līdzīgi kā citi defekti kristālos, arī šie piešķir dimanta kristālam noteiktu krāsu, dzeltenīgi brūnganu, atkarībā no šo defektu koncentrācijas dimantā. Tāpēc šādus defektus mēdz dēvēt arī par krāsu centriem.

Pētot NV centru īpašības ir atklāts, ka, pateicoties to enerģijas līmeņu struktūrai, tie ir izmantojami magnētiskā lauka mērīšanai. Magnētisko lauku, ko “sajūt” dimants, iespējams noteikt izmantojot spektroskopijas metodes ierosinot dimantu ar lāzeru un “nolasot” magnētisko lauku ar mikroviļņu palīdzību. Šīs magnētiskā lauka noteikšanas metodes pamatā ir kvantu sensors, NV centrs, kas spēj dod augstākas jutības rezultātus kā šobrīd eksistējošie “klasiskie” sensori un tam nav nepieciešami ļoti specifiski darbības apstākļi.

Zināms arī, ka vadā plūstoša strāva ap šo vadu rada noteiktu magnētisko lauku, kas ir proporcionāls plūstošās strāvas stiprumam - Ampēra likums.

Apvienojot dimantu pētījumu rezultātus un jau zināmos fizikas likumus, ir iespējams izveidot prototipa iekārtu, kur NV centru īpašības tiek izmantotas, lai noteiktu, vai caur kādu vadu plūstoša līdzstrāva   ir izmainījusies, cik daudz un vai tā ir pieaugusi vai samazinājusies, un pēc tam šo izmaiņu kompensēt.

Kā nonāci pie šādas tēmas?

Tēmu, pie kuras strādāju, plašāk sauc par magnetometriju (magnētiska lauka mērīšana, tās metodes un pielietojumi). Pirms sāku nodarboties ar šī brīža pētījumu, strādāju pie prototipa izveides, kas spēj noteikt gan magnētiskā lauka stiprumu, gan virzienu (vektoru). Šo prototipu nolēmām veidot piesakot to kā izpētes projektu Eiropas Kosmosa Aģentūrā, balstoties uz iepriekš iegūto pieredzi pētot NV centru īpašības. Mācoties no iegūtās pieredzes magnetometra prototipa izveidē, saprotot, ko iespējams uzlabot un izdarīt labāk, radās ideja par strāvas stabilizācijas prototipa izveidi.

Ko ceri izpētīt?

Liela daļa no šī brīža pētījuma ir paša NV magnetometra izveide, tā, lai tas būtu pietiekami jutīgs, precīzs un ātrs konkrētajam pielietojumam. Ir interesanti darboties ar šo, lai noskaidrotu, kādus veiktspējas parametrus iespējams sasniegt ar mums šobrīd pieejamo eksperimentālo aprīkojumu, kā mūsu iegūtie dati un rezultāti ir salīdzināmi ar rezultātiem, kas iegūti citur pasaulē.

Jautājums, cik labi mēs varam un vai mēs varam labāk.

Kas, Tavuprāt, būs izaicinošākais pētniecības procesā?

Vairums iepriekšējo pētījumu ir bijuši vairāk akadēmiski un to rezultātu sasniegšanai bija iespējams izmantot labāko laboratorijā pieejamo aparatūru un instrumentus.

Tā kā šī brīža pētījums ir vērsts uz konkrētu pielietojumu, tad šobrīd izaicinošākais ir veikt inženiertehnisko darbu un miniaturizācijas procesu, lai izveidotu darbojošos prototipa ierīci, kas ir pārnēsājama, relatīvi kompakta un energoefektīva, un vēljoprojām spēj nodrošināt attiecīgajam pielietojumam nepieciešamos veiktspējas parametrus.

Kur pēcāk praktiski varēs pielietot Tava pētījuma rezultātus?

Šī pētījuma rezultātu, prototipa iekārtu, kas spēj stabilizēt augstas līdzstrāvas, ir iespējams tālāk attīstīt, lai to pēc tam pielietotu:

• elektromagnētiem pētniecībā, medicīnā, lielos un mazos daļiņu paātrinātājos (CERN),
• lieljaudas lāzeriem,
• kristālu un polimēru augšanai,
• elektroķīmiskām reakcijām,
• akumulatoru kalpošanas laika uzlabošanai,

Visiem šiem pielietojumiem ir nepieciešamas lielas, precīzi kontrolējamas strāvas ar augstu stabilitāti.

Viens no pētījuma rezultātiem būs gūtā pieredze augstas veiktspējas magnetometra izveidē. Šīs zināšanas iespējams tālāk pārnest uz augstas precizitātes magnētiskā lauka mērījumiem, piemēram, cilvēka smadzeņu radītais magnētiskais lauks, kas ir interesanti medicīnas nozares pārstāvjiem, Zemes magnētiskais lauks, kura mērījumus iespējams izmantot kā papildus orientēšanās protokolu, ja GPS signāls nav pieejams, iežu magnētiskā lauka sadalījuma attēlveidošana, piemēram, uz Mēness, kur “eksperimenta” apstākļi ir diezgan nelabvēlīgi, kam dimants kā materiāls tieši ir piemērots, jo tas ir izturīgs un noturīgs pret ārēju mijiedarbību.

Kad un kāpēc nolēmi studēt fiziku?

Studēt fiziku Latvijas Universitātē nolēmu pēc vidusskolas beigšanas, kur es mācījos fizikas klasē. Gribēju turpināt attīstīt savas zināšanas šajā jomā, jo tas šķita interesanti un noderīgi.

Kas, gadiem ejot, Tevi motivēja (-is) studijas turpināt?

Vēlme iegūt doktora grādu fizikā, ko es jau no studiju sākuma biju plānojis izdarīt.

Kāda šobrīd ir tava zinātnieka ikdiena?

Šobrīd darbojos ar eksperimentu, tā optimizēšanu. Ar kolēģiem apspriežu iegūtos rezultātus, apmācu jaunos kolēģus darbam laboratorijā un kopīgi apgūstam jaunas lietas, piemēram, dažādu fizikālo procesu datormodelēšanu (specifiskas mikroviļņu antenas izstrādāšanai).

Ko vēlies sasniegt zinātnē?

Pasaulē konkurētspējīgus rezultātus.

Ko profesionālajā ziņā gribētu uzlabot? Kā redzi savas karjeras attīstību?

Šobrīd vēl ir ko mācīties un saprast - attiecīgajā tēmā un strādājot ar kolēģiem. Labprāt paplašinātu savu redzesloku sadarbībā ar zinātniekiem citviet pasaulē.

Vai plāno iegūt vēl kādu papildus izglītību?

Es labprāt uzlabotu savas programmēšanas prasmes.

Kas ir līdz šim lielākais Tavs profesionālais sasniegums?

Šobrīd ir sajūta, ka esmu ieguvis nelielu kompetenci par savu darbu un palēnām man to arī izdodas nodot tālāk citiem. Ir patīkami redzēt, ka jaunie kolēģi ir apķērīgi, mācās un saprot lietas, un ka uz viņiem nepieciešamības gadījumā var paļauties.

Kas ir radošākais Tavā profesijā?

Pētniecības procesā bieži nākas saskarties ar nestandarta problēmām, kam uzreiz nav jau gatavs risinājums, tāpēc nākas pielāgoties, improvizēt un tikt galā ar šīm problēmām.

Pat, ja dažreiz sākumā nav skaidri zināms līdz galam, kā to izdarīt.

Kas vēl bez fizikas Tevi aizrauj? Ar ko nodarbojies brīvajā laikā?

Man patīk vecas mašīnas un motocikli, pa reizei ar draugiem kopā uzspēlēt kādu datorspēli vai galda spēli, labprāt iemācītos spēlēt ģitāru. Brīvajā laikā mēdzu šo to paskrūvēt vai izveidot ar rokām.

Nosauc kādu interesantu faktu par sevi?

Mani patīk doma par došanos kosmosā un citu planētu izpēti.

Ja Tev būtu iespēja kaut ko pateikt visai pasaulei, ko Tu pavēstītu?

Reizi pa reizei apgūt kaut ko jaunu priekš sevis ir noderīgi.

Kas Tevi motivē no rītiem celties?

Modinātājs.

Kas Tevi visvairāk pārsteidz?

Cilvēka izdoma.