Polka w najlepszym laboratorium fizyki na świecie! "Fizyka to rozwiązywanie zagadek" [WYWIAD]

Wychowała się w Płokach, niewielkiej wsi pod Trzebinią. Uczyła się w najstarszym liceum w Chrzanowie, gdzie na lekcjach z prof. Cyganikiem pokochała fizykę. Na studiach zapragnęła zostać naukowcem. Dziś pracuje w jednym z najlepszych laboratoriów fizyki na świecie w Berkley (USA). "Chcę dokładnie poznać materię, z której wszyscy jesteśmy zbudowani" – mówi dr Maria Żurek.

„Próbuję rozwikłać zagadkę pochodzenia spinu protonu za pomocą eksperymentu STAR” – powiedziała Pani o swojej pracy w jednym z wywiadów. Brzmi to bardzo enigmatycznie i zarazem fascynująco. O co chodzi w Pani pracy?

–  Jestem eksperymentalistką. Pracuję jako fizyk w Narodowym Laboratorium w Berkeley (Lawrence Berkeley National Laboratory) w USA. Moje badania związane są z fizyką cząstek elementarnych i fizyką jądrową. Obecnie zajmuję się analizą danych z eksperymentu STAR, który znajduję się w Narodowym Laboratorium w Brookhaven w USA. A dokładnie pracuję nad poznaniem materii, z której wszyscy jesteśmy zbudowani na najbardziej podstawowym poziomie.

Dlaczego wybrała Pani akurat fizykę eksperymentalną jako specjalizację?

– Ponieważ fizyka jest jak rozwiązywanie zagadek - wciąga i inspiruje! Każdego dnia uczę się czegoś nowego i muszę mierzyć się z nowymi wyzwaniami. Tak sobie myślę, że w tej pracy człowiek zawsze czuje się młodo. Trzeba mieć w sobie trochę z ciekawości dziecka, żeby w ogóle móc to robić.

Co konkretnie Pani bada?

– Wewnętrzną strukturę protonu. Procesy, które badam, mają na celu zrozumienie jak podstawowe cząstki budujące nasz świat oddziałują ze sobą. Pytania, które zadaję w mojej pracy, są pytaniami wykraczającymi poza kres naszej wiedzy.

Brzmi szalenie intrygująco.

– Czyż nie jest ekscytujące móc poznawać procesy, które sprawiły, że cały otaczający nas świat istnieje? Albo móc „zaglądać” w otaczającą nas materię tak głęboko, że docieramy do skomplikowanego kwantowego świata cząstek, które są niepodzielne i oddziałują ze sobą w niezwykle silny i skomplikowany sposób? Tak właśnie wygląda wnętrze protonu, który znamy z chemii czy fizyki jako jądro atomu wodoru.

Świat cząstek elementarnych jest bardzo zaskakujący. Może też wydawać się paradoksalny, ale zapewniam, że jest równie zachwycający, co świat czarnych dziur i przestrzeni kosmicznej. Pewnie gdybym nie zajmowała się fizyką jądrową, byłabym astrofizyczką!

Te wszystkie specjalistyczne określenia brzmią bardzo ciekawie, ale też niezrozumiale. Jak przeciętnemu człowiekowi wytłumaczyć w prostych słowach, czym się Pani zajmuje?

– Proszę sobie wyobrazić, że 14 bilionów lat temu nasz Wszechświat powstał w Wielkim Wybuchu. Jednak o tym, jak nasz świat wygląda teraz oraz jak wygląda materia, z której jesteśmy zbudowani, zadecydowało to, co wydarzyło się w pierwszych sekundach po Wybuchu.

W eksperymencie, w którym aktualnie pracuję razem z moimi kolegami i koleżankami naukowcami, odtwarzamy warunki panujące zaraz na początku naszego Wszechświata. Wtedy, gdy był on niesamowicie mały, gorący i gęsty. W tych warunkach jesteśmy w stanie badać oddziaływania pomiędzy najbardziej podstawowymi cząstkami, które nas budują.

Co to za cząstki?

– To tak zwane kwarki i gluony. Oddziaływanie pomiędzy nimi jest niezwykle silne. Właściwie setki milionów silniejsze niż oddziaływanie grawitacyjne (które przyciąga nas do Ziemi i Ziemię do Słońca) i sto razy silniejsze niż oddziaływanie elektromagnetyczne (które wiąże elektrony z jądrami w atomach z których jesteśmy zbudowani)!

W jaki sposób bada się takie zjawiska?

– Aby móc „zaglądnąć” wewnątrz protonu oraz badać kwarki i gluony, nie wystarczy użyć lupy czy mikroskopu. Potrzebujemy ogromnych urządzeń, które pozwalają nam rozpędzać protony prawie do prędkości światła i zderzać je. Analizując pozostałości po „rozbitych” protonach w wielkich detektorach jesteśmy w stanie wywnioskować, w jaki sposób kwarki i gluony oddziaływały ze sobą, a w efekcie określić, jak wygląda wnętrze protonu. Na podstawie takich pomiarów jesteśmy w stanie badać coraz dokładniej materię, z której jesteśmy zbudowani i zrozumieć, dlaczego nasz Wszechświat wygląda właśnie tak, jak wygląda.

Czy zdarzają się sytuacje, w których jest Pani niezrozumiana mówiąc o swojej pracy?

– Raczej nie, ponieważ zawsze staram się dopasować język, w którym mówię o fizyce do mojej publiczności.

Skąd wzięła się u Pani fascynacja fizyką?

– Wszystko zaczęło się w liceum. Chciałam być wtedy nauczycielem nauk ścisłych. Fascynowały mnie fizyka, matematyka, chemia, ale też… literatura polska. Miałam bardzo dobrego nauczyciela fizyki w liceum, mgr. Wojciecha Cyganika. Jestem przekonana, że to właśnie on miał ogromny wpływ na to, co teraz robię.

Niezwykle ważny był też okres studiów na Uniwersytecie Jagiellońskim. Po drugim roku studiów wyjechałam na staż w Laboratorium Narodowym Fermilab, USA i tam po raz pierwszy spotkałam się ze światem cząstek elementarnych. Byłam wręcz oczarowana tą instytucją! Studenci i naukowcy pracują tam ramię w ramię! Moje marzenia o zostaniu nauczycielem przeistoczyły się w marzenia o zostaniu naukowcem. Na swojej ścieżce kariery spotkałam wielu wspaniałych ludzi, którzy byli i są moimi mentorami i jestem im za to bardzo wdzięczna.

Czym w kontekście całego życia jest dla Pani praca naukowa, nieustanne odkrywanie i badanie zjawisk fizyki?

– Pasją. Sposobem na uniknięcie robienia w życiu rzeczy, które są powtarzalne i nie wymagają ode mnie ciągłej nauki i poznawania nowych rzeczy. Ale także sposobem na poznawanie nowych ludzi i świata.

Czy oddziela Pani pracę fizyka od życia prywatnego, a może te aspekty są ze sobą ściśle związane?

– W pracy naukowca trudno jest oddzielić życie prywatne od zawodowego. W praktyce to ciągłe wyjazdy, spotkania, konferencje, eksperymenty, praca do późnych godzin. Uwielbiam wiele aspektów mojej pracy, ale też czasami jest ona dla mnie bardzo męcząca. Szczególnie w trakcie kończenia analizy danych do publikacji lub przed konferencjami. Dużo stresu i mało snu nie jest fajne. Staram się jednak łapać balans w życiu. Jeśli jesteś fizykiem, to myślisz jak fizyk, posiadasz ciekawość świata, lubisz nowe wyzwania i aktywnie ich szukasz, a to sprawia, że twoje życie nie jest nudne.

Jak wygląda Pani codzienna praca w Berkley?

– Bardzo różnie. Kiedy zajmuję się analizą danych, najczęściej można mnie spotkać w moim biurze przed komputerem. Zajmuję się wtedy głównie programowaniem i omawianiem rezultatów badań z moim opiekunem i grupą pracującą przy eksperymencie STAR.

Co ciekawe, w naszej grupie mamy naukowców z instytucji na całym świecie, dlatego też musimy dopasować czas spotkań do wschodniego i zachodniego wybrzeża USA i Chin. Kilka razy w tygodniu uczestniczę w różnych seminariach.

Natomiast, kiedy nie zajmuję się analizą danych, zwykle przygotowuję prezentacje na konferencje lub piszę publikację i raporty. W swojej pracy przeznaczam także czas na poznawanie nowych eksperymentów i branie udziału w budowaniu nowych urządzeń do pomiarów.

Nie brakuje Pani czasu na przyjemności?

– Większość czasu zdecydowanie poświęcam nauce, ale lubię się też udzielać w szkołach i na festiwalach nauki, tłumacząc fizykę innym. Jestem też prezesem stowarzyszenia postdoców.

Kim jest postdoc?

– To naukowiec po doktoracie, który nie ma jeszcze stałej pracy w nauce i zdobywa doświadczenie podczas krótkiego (zazwyczaj kilkuletniego) kontraktu. Razem z moim stowarzyszeniem organizujemy wiele projektów dla młodych naukowców: od towarzyskich po warsztaty z rozwoju kariery zawodowej i targi pracy. Myślę, że znajdowanie czasu na dodatkowe aktywności wpływa bardzo dobrze na moją działalność naukową. Jeśli nic mi nie wychodzi w mojej analizie danych, to przynajmniej mogę się pozytywnie nastawić widząc zaangażowanie dzieci w eksperymenty podczas warsztatów w szkołach. To naprawdę pomaga!

Jakie są Pani inne pasje? Dowiedziałam się, że lubi Pani gotować.

– Bardzo lubię gotować i jeść! A w Berkeley mamy możliwość skosztowania kuchni z całego świata. Uwielbiam gotować głównie kuchnię roślinną, a tak się składa, że Kalifornia ma wspaniałe lokalne produkty. Jest tu też mnóstwo winnic ze wspaniałymi winami. Żyć, nie umierać! Bardzo lubię też kino.

Dzięki pracy w nauce, mogę też podróżować po całym świecie. Na przykład, w zeszłym roku byłam po raz pierwszy w Chinach na konferencji. Było to dla mnie wspaniałe przeżycie, ponieważ uwielbiam poznawać nowe kultury!

Czy kiedykolwiek miała Pani poczucie, że musi Pani wybierać między nauką a życiem prywatnym?

– Oczywiście. Najbardziej problematyczne są sytuacje, kiedy kariera wiąże się z przeprowadzką i musimy znaleźć się w tym wszystkim razem z partnerem i rodziną. Mój partner przeprowadził się ze mną do USA z Niemiec, ale znam pary dla których to nie było możliwe lub optymalne i żyją oni na dwa domy. Zarówno ja i mój partner pracujemy bardzo dużo i znaleźliśmy balans w tym wszystkim, ale czasami żałuję, że nie mogę sobie pozwolić na miesiąc wakacji w Azji.

Z drugiej strony, pewnie każdy ma takie myśli - niezależnie, czy pracuje w nauce, czy jest lekarzem, czy nauczycielem.

Jakie różnice widzi Pani w możliwościach rozwoju naukowego między Polską/Europą a USA?

– Zawsze powtarzam, że jeśli ktoś chce robić karierę naukową w Polsce, to jest to absolutnie możliwe. W fizyce cząstek elementarnych bycie za granicą pozwala na pracę blisko eksperymentów, z których korzysta się w swoim projekcie. To dlatego wyjechałam na doktorat do Niemiec, do centrum naukowego, gdzie mój eksperyment miałam pod nosem.

Znane instytucje, jak Berkeley, przyciągają wspaniałych różnorodnych naukowców z całego świata, a to bardzo stymuluje do pracy! Wszędzie możemy znaleźć wybitnych ludzi, najlepszych w swojej dziedzinie. Tutaj jest to po prostu łatwiejsze! Myślę, że to jedyne w swoim rodzaju miejsce na świecie dla ludzi zajmujących się naukami ścisłymi. Stany Zjednoczone mają bardzo dobry system finansowania nauki, co stwarza świetne warunki do pracy.

W Polsce nie mogłaby Pani rozwinąć skrzydeł tak szeroko, jak w Stanach?

– Żeby odpowiedzieć na to pytanie, musiałbym sprawdzić, jak teraz wygląda praca na polskich uniwersytetach i w ośrodkach naukowych. Gdy wyjeżdżałam na doktorat do Niemiec w roku 2013, nie widziałam w naszych instytucjach wielu międzynarodowych naukowców. Myślę jednak, że to się zmienia - i to jest super! Moim zdaniem nie ma dla nauki lepszej rzeczy, niż różnorodność poglądów, a ona bierze się z różnorodności ludzi, którzy ją tworzą.

Planuje Pani zostać w Berkeley i tam się rozwijać?

– Dostać stałą pozycję w Berkeley jest niezwykle trudno. Na pewno chcę wykorzystać czas tutaj i wycisnąć z niego wszystko - do ostatniej naukowej kropelki! To niezwykła szansa, że mogę się tutaj szkolić.

Pragnie Pani całe życie poświęcić nauce?

– Jeśli będę miała taką szansę, to tak, bo odnajduję się w tym co robię. Ale jeśli nie uda mi się dostać stałej pozycji w nauce, to na pewno oddam się jakiemuś kreatywnemu zajęciu!

Proszę powiedzieć – już na koniec – z czym kojarzą się Pani rodzinne Płoki, a także Chrzanów, gdzie się Pani uczyła?

– Płoki przede wszystkim z moją rodziną i dzieciństwem, ale też z ogrodem, lasami, naturą – ze spokojem. Z kolei z Chrzanowa mam dużo wspomnień z liceum. Bardzo lubiłam moją klasę w Staszicu. Ciekawe gdzie ci wszyscy moi znajomi są teraz? Może ktoś z nich też został naukowcem?

Foto: ©2019 The Regents of the University of California, Lawrence Berkeley National Laboratory