Życie na linii ognia Understand article

Tłumaczenie Marcelina Biesaga, Jadwiga Schreiber. Większość instytutów fizycznych wykorzystujących promieniowanie X czy strumienie neutronów zatrudnia głównie naukowców technicznych, będących jednocześnie laboratoryjnymi ekspertami, organizatorami kolaboracji oraz naukowcami. Andrew…

Zdjęcie dzięki uprzejmości ILL
/ P Ginter

Od 14 lat pracuje, jako naukowiec techniczny w Instytucie Laue-Langevin (ILL) w Grenoble we Francji. Życie w Alpach Francuskich zdecydowanie różni się od tego, jakie prowadziłem na ojczystych równinach stanu Wiktoria w Australii. Może tylko jakość produkowanego wina jest porównywalna w obu regionach. Do Europy przeprowadziłem się po ukończeniu studiów fizycznych na Uniwersytecie w Melbourne i zrobieniu doktoratu z zakresu fizyki materii skondensowanej na Uniwersytecie Monash – oba uniwersytety znajdują się w stanie Wiktoria (Australia). Początkowo pracowałem w Wielkiej Brytanii na Uniwersytecie w Oxfordzie, gdzie zajmowałem się eksperymentami z zakresu rozpraszania promieni rentgenowskich i neutronów. Tuż przed końcem mojego kontraktu z uczelnią zaproponowano mi pracę w ILL. Choć pracuję tu dłużej niż łącznie trwały moje studia, doktorat i pozycja postdoka, czas spędzony tutaj wydaje mi się taki krótki!

ILL jest instytutem naukowym wykorzystującym w badaniach reaktory jądrowe o wysokim strumieniu neutronów i najprawdopodobniej posiada on najpotężniejsze źródło neutronów na świecie. Obecnie ponad 40 urządzeń służących do eksperymentów naukowych podłączonych jest do reaktora nuklearnego produkującego neutrony. Większość z urządzeń służy do rozpraszania neutronów. Dodatkowo cztery służą fizyce jądrowej, jeden radiografii i jeden interferometrii. Choć każde z tych urządzeń różni się od pozostałych, istnieją jednak podobieństwa, co do aspektów naukowych, jakie można dzięki nim badać. Nasz instytut można porównać do wielkiego pudełka z narzędziami, z którego naukowcy mogą po prostu wybrać najbardziej przydatne narzędzie i za jego pomocą rozwiązać każdy problem, jaki się pojawi.

Trzy etaty w jednym

ILL zatrudnia około 70 naukowców na pełny etat, a praca każdego z nas podzielona jest w przybliżeniu na trzy części. Po pierwsze każda osoba odpowiedzialna jest za serwis i udoskonalenia jednego z urządzeń laboratoryjnych. Ja pracuję z urządzeniem D17, które jest reflektometrem neutronów, zaprojektowanym do mierzenia własności powierzchni i układów strukturalnych wewnątrz (testowanej) próbki. Cały czas staramy się ulepszać funkcje D17 – od zwiększania intensywności neutronu po rozwój oprogramowania służącego do jego obsługi. Eksperymenty naukowe przeprowadzane przy pomocy D17 mają bardzo szeroki zakres, od badań nad membranami biologicznymi przez chemiczną katalizę aż do magnetyzmu – wszystkie z nich wymagają wysokiej precyzji oraz interdyscyplinarnego i wieloaspektowego podejścia.

VIVALDI, typowy Laue
dyfraktometr neutronów

Zdjęcie dzięki uprzejmości ILL
/Artechnique

Po drugie, naukowcy odpowiadają za organizację kolaboracji naukowych z innymi instytutami czy grupami badawczymi. Oznacza to pomaganie wizytującym naukowcom w planowaniu, analizie oraz interpretacji wyników z przeprowadzanych w ILL doświadczeń. Rocznie ILL odwiedzane jest przez około 2000 naukowców, przeprowadzających około 750 eksperymentów. Teoretycznie każdy może zaproponować eksperyment, jaki chciałby przeprowadzić w ILL. Jednak zanim zostanie wyrażona zgoda na jego przeprowadzanie musi przejść on proces silnie konkurencyjnej ewaluacji naukowej. Dopiero po akceptacji danego planu doświadczalnego, naukowcom przydziela się określoną ilość promieniowania, tzw. beam time, którą mogą wykorzystać do przeprowadzenia swoich eksperymentów.

D17, reflektometr neutronów,
zaprojektowanym do
mierzenia własności
powierzchni i układów
strukturalnych wewnątrz
(testowanej) próbki

Zdjęcie dzięki uprzejmości ILL
/ Briq

Eksperymenty związane z rozpraszaniem neutronów trwają od 2 dni do dwóch tygodni, w zależności od urządzenia i rodzaju doświadczenia. Wszyscy z wizytujących naukowców chcą jak najefektywniej wykorzystać każdy neutron, przypisany mi w umowie (beam time).

Ten aspekt pracy często daje nam (pracownikom ILL) duża satysfakcję, gdyż umożliwia on kontakt z nowymi i ciekawymi pomysłami naukowymi oraz wieloma interesującymi naukowcami. Pracownicy ILL mogą rozpocząć kolaborację naukową dotycząca każdego dostępnego w ILL urządzenia. Osobiście oprócz obsługą D17, często zajmuje się monitoringiem trójosiowych spektrometrów, które są urządzeniami przede wszystkim zaprojektowanymi do mierzenia strukturalnych i magnetycznych wibracji w kryształach. Zdolność obsługi większości urządzeń dostępnych w ILL umożliwia nam ścisła współpracę oraz profesjonalną ekspertyzę podczas trwającej kolaboracji, kiedy wizytujący naukowcy korzystają z kilku urządzeń by przeprowadzić zaplanowane doświadczenia. Taki system pracy jest dużo bardziej satysfakcjonujący niż bycie ograniczonym tylko do jednego urządzenia, na którym przeprowadzany jest wyłącznie jeden typ eksperymentów.

Podział pracy: jako
naukowiec ILL, Andrew
Wildes ma bardzo szeroki
zakres obowiązków

Zdjęcie dzięki uprzejmości
Andrew Wildes

Po trzecie, wszyscy naukowcy mają własne projekty naukowe. ILL, jako placówka badawcza, jest oceniana za osiągnięcia naukowe i dlatego też wskazane jest by regularnie publikować nasze własne wyniki doświadczalne. Moje badania naukowe są związane z mierzeniem struktur magnetycznych i dynamiką. Neutron nie posiada ładunku elektrycznego, ale posiada tzw. moment magnetyczny, który oddziałuje z każdą indukcją pola magnetycznego w danej próbce, co powoduje, że metoda rozpraszania neutronu jest stosunkowo czułą metodą stosowaną w magnetyzmie.

Jeden z moich projektów badawczych dotyczy struktur magnetycznych szkieł metalicznych opartych na stopach żelaza, których właściwości są wciąż słabo znane, mimo szerokiego ich zastosowania w przemyśle. Inny projekt związany jest ze strukturami magnetycznymi i wibracjami w materiałach małoskalowych, takich jak filmy magnetyczne. Choć badania naukowe są chyba najtrudniejszą częścią naszej pracy, są one jednocześnie najciekawsze – pozwalają mi użyć własnej wyobraźni oraz skupiają się na dziedzinach, które mnie najbardziej fascynują.

Kariera z neutronami

Ilość czasu poświęcanego na każde z trzech wspomnianych wyżej obowiązków naukowców ILL ulega ciągłym zmianom. Ciężko tak zagospodarować czas by wypełnić wszystkie obowiązki na raz i czasem rzeczywiście czujesz się jak na 3 różnych etatach! Szczególnie, gdy wystąpią problemy techniczne lub gdy wizytujący naukowcy potrzebują (więcej niż zwykle) pomocy. Wtedy bardzo ciężko jest znaleźć czas na własne badania naukowe. Każdego roku reaktor pracuje w czterech cyklach 50-dniowych i w tym czasie praca naprawdę może być bardzo intensywna. Pomiędzy cyklami więcej czasu można poświęcić analizie danych, pisaniu publikacji czy uczestniczeniu w konferencjach naukowych. Również większe przebudowy czy modyfikacje urządzeń muszą zostać wykonane, gdy reaktor jest wyłączony. Przy takim skomplikowanym układzie pracy, znaleźć czas na wspólne wakacje z rodziną często staje się trudne.

Mimo wszystko praca, jako naukowiec (techniczny) jest naprawdę fajna – sprawia dużo satysfakcji i daje wiele możliwości na zrobienie kariery. Jeszcze kilka lat temu metoda rozpraszania neutronów wydawała się być niewydajna i wiele przestarzałych reaktorów produkujących neutrony zostało zamkniętych. Na szczęcie nadeszła nowa fala inwestycji w konstrukcje nowoczesnych, bardzo wydajnych źródeł neutronów na całym świecie, czy też modernizacji wcześniej już istniejących źródeł jak np. właśnie ILL. Dlatego też obecnie występuje bardzo duże zapotrzebowanie na naukowców technicznych – jest to, zatem doskonały moment na rozpoczęcie kariery w tej dziedzinie.

Reaktor w ILL
Zdjęcie dzięki uprzejmości ILL
/ Artechnique

Dobrym początkiem może być kilka „neutronowych” eksperymentów już podczas robienia doktoratu. Sam w trakcie mojego doktoratu wykorzystywałem rozproszenie neutronów do celów determinacji struktur magnetycznych, co pozwoliło mi na poznanie podstaw tej techniki oraz na poznanie wielu naukowców zajmujących się neutronami Z niektórymi z nich pracuję obecnie. Podstawy fizyki są bardzo przydatne dla naukowców technicznych, ponieważ wszystkie techniki badawcze opierają się na zasadach fizyki (prawach natury; przyp. tłum.). Obecnie centra badawcze jak np. ILL umożliwiają przeprowadzanie wielodyscyplinarnych badań naukowych oraz zatrudniają naukowców posiadających wykształcenie również z zakresu chemii i biologii.

Czy po 14 latach spędzonych w ILL nadal mi się tu podoba? W powieści Nick’a Homby’ego How to Be Good (Jak być dobrym), główny bohater porównuje naukę i sztukę charakteryzując jedno z nich, jako: „cała empatia i wyobraźnia, odkrywanie oraz zaskoczenie tym, co nowe a rezultat i tak jest nie do przewidzenia”. Właśnie tak postrzegam moją pracę każdego dnia. Prawdę powiedziawszy główny bohater wypowiadające te słowa miał na myśli sztukę a kontynuując stwierdził, że nauka funkcjonuje jak włącznik: „nacisnąć przycisk, jeden drugi i już jest – bingo! Rzeczy po prostu się dzieją – to jak np. przywoływanie windy przez naciśnięcie odpowiedniego guzika”. Wierzcie mi, nauka jest zupełnie czymś innym, a Hornby powinien był spędzić znacznie więcej czasu w laboratorium fizycznym.

Podziękowania

Artykuł ten jest zaktualizowaną wersją artykułu opublikowanego w Świecie Fizyki/Physics World (zobacz Wildes, 2007) i została przetworzona za zgodą wydawcy.

Download

Download this article as a PDF

References

  • Wildes A (2007) Life in the line of fire. Physics World Sept 2007: 52-5

Resources

Institution

ILL

Review

Andrew Wildes, naukowiec techniczny w Instytucie Laue-Langevin opowiada o swoim życiu i pracy, jako naukowiec przybliżając nam jak wyglądać może praca w dużym międzynarodowym instytucie naukowym. Artykuł jest dobrym punktem wstępnym do dyskusji na temat możliwych dróg kariery dla naukowców, a w szczególności dla fizyków. Udziela on także informacji jak organizowana i zarządzana jest praca w dużych międzynarodowych instytutach badawczych.


Alby Reid, Wielka Brytania




License

CC-BY-NC-ND