Всичко започва от въпроса "Защо?" и интересът към вселената. Парадоксът тук е, че докато получава отговори, с времето въпросите стават все повече и повече.
Днес доктор Марин Буков е квантов физик към Инситута "Макс Планк" в Германия и миналата седмица името му попадна в списъка на Европейския изследователски център за 400 проекта за авангардни научни изследвания, одобрени за финансиране. Той е единственият българин там.
Акронимът на проекта, с който печели финансиране, е QuSimCtrl и е в областта на квантовите симулации. Проектът на Буков е с продължителност от 5 години. Той обаче започва да гради групата си още миналата година. Финансирането идва впоследствие, но то ще помогне за разширяване на екипа.
„Спечелването на този грант подсилва усещането, че се движа в правилната посока, което за мен беше доста радостно“, каза Буков пред Свободна Европа.
Според него квантовите технологии могат да променят изцяло начина, по който живеем, а възможността да се манипулират по нов начин квантови системи би позволила да се доразвиват най-различни видове технологии.
„Проектът е high risk-high gain. Тоест има възможност да не се получи точно така, както е замислен, но получи ли се, ще има много големи резултати“, казва той.
Доктор Марин Буков завършва средното си образование в 91 Немска езикова гимназия „Проф. Константин Гълъбов“ в София. Колкото и да е парадоксално, той открива интереса си към физиката именно там.
Тогава започва да чете и да се интересува как работи светът около него. Естественият въпрос, който се появява в главата му е "Защо?". А отговорът намира във физиката.
Буков казва, че често физиката е свързвана с математиката и това отказва много от учениците от нея. Той не все пак не отрича това, но според него математиката е просто езикът, който физиката използва.
„Физиката е всичко останало зад формулите. Тя е механизми, процеси и феномени, а формулите са там, за да се обобщят и да се запишат тези процеси“, казва той.
Във физиката според него по-важни са интуицията и разбирането. Изисква се и много упоритост.
„Според мен интересът у децата го има. По-скоро някъде се чупи връзката между гимназията и университета след това и институтите“, казва той.
Един от начините това да се преодолее според него е да се увеличи сътрудничеството между университетите и училищата.
„Ако някой е спечелил медал по биология или по физика, той вероятно ще има възможност да отиде и в някой от големите университети. Тоест тук се появява въпросът доколко българските университети са конкурентоспособни“, казва той.
Буков завършва бакалавър по физика и по математика в Мюнхенски университет Лудвиг-Максимилиан през 2011г. През 2013г. придобива своята магистърска степен по физика в същия университет.
Впоследствие придобива научна степен „доктор“ в Бостънският университет в Бостън. Прави и специализация в Калифорнийския университет. По пътя си се среща и с българската наука, но за кратко. Дали обаче би могъл да прави това, което прави в България?
"Опитах се и не се получи. По-скоро трудно. Моите впечатления са, че в България в момента има условия за създаване на условия, за да се прави наука. Все още е на едно ниво преди самите условия. Но нещата се развиват", казва той.
И по-подробно за QuSimCtrl
Както вече споменахме, проектът на Буков е в областта на квантовите симулации. За да обясним точно какъв е той обаче, ще са ни нужни някои основни познания по квантова физика.
Квантовите симулатори позволяват да се изследва и тества поведението на квантови системи чрез друга, по-достъпна, квантова система. Тя оперира в режим, който имитира поведението на първата, но се различава по вътрешно устройство и същество от нея.
Това е нужно, например, за да се синтезират нови материали с предопределени желани свойства, особено когато те зависят от квантови процеси и квантови феномени, както и за да се изследват вече познати материали в изцяло нови режими или при условия, недостъпни за съвременните технологии.
Тоест квантовият симулатор би могъл да помогне за подобряване свойствата на свръхпроводниците и качеството на транзисторите. Очаква се те да предизвикат голям напредък и в квантовата химия, а с това – в процеса на синтезиране на нови лекарства.
Освен това симулаторът позволява да се изследват нови фази на материята. Водата например има основно три фази – твърдо, течно и газообразно. Оказва се обаче, че когато се разглеждат свойствата на системите в квантовия режим, има много повече такива фази, чиито фундаментални свойства остават засега непознати на физиката.
„Квантовите симулации са в процес на разработка и едно от необходимите условия, за да могат те да бъдат полезни, е да можем да ги контролираме. Това означава, че една система сама по себе си не ни върши работа. Ние трябва да я доведем до определено състояние“, казва още физикът.
Идеята на неговия проект е да се използват методи на системи извън равновесие, за да се контролират и манипулират съответните квантови симулатори.
Какво обаче е система извън равновесие? Представете си едно махало. В естественото си състояние то стои надолу, притегляно от гравитацията. Ако бъде обърнато нагоре, то веднага се връща в естественото си състояние. Когато обаче опорната му точка бъде задвижена с много висока скорост с помощта на високочестотни вибрации, то се задържа във вертикално положение.
Така се придават нови свойства на системата.
Част от проекта ще бъде учените да приложат този принцип, но към квантовите симулатори. Тяхната цел е да разберат механизмите на динамиката извън равновесие, за да може да се подобри възможността за симулиране на повече системи с определен квантов симулатор.
