PROMETEJSKA ISKRA

MARFI, DIJAMANTI I PAVLE SAVIĆ

1.911 pregleda
Dijamanti na usnama (Vikipedija)

U tajanstveno putovanje u carstvo visokih pritisaka, započeto pre 35 godina u Institutu za fiziku u Zemunu, od samog početka umešali su se neobični događaji. Naposletku su se, prema očekivanju, upleli Stenli Kjubrik i Herbert Džordž Vels. Kuda će nas odvesti ova istraživačka pustolovina?

Prof. dr Branislav Jovanić

Nije redak slučaj da prve korake na velikim putovanjima u nepoznato i tajanstveno odredi neobičan, ali ne i slučajan događaj. I to su gotovo uvek potvrde i primeri Marfijevog (Edvard) zakona. Tako su ispitivanja ponašanja meterije pod visokim pritiscima, s prvobitnim ciljem da se „dobije izvor svetlosti kada se nešto pritisne”, zbog neobičnog događaja krenula sasvim drugim smerom i odredila u potpunosti istraživačku stazu Laboratorije za konverziju energije.

Još kao asistent nobelovke Irene-Žolio Kiri u Parizu akademik Pavle Savić imao je to na umu, no slavna naučnica nije pokazivala interesovanje za ovakva ispitivanja. Po odlasku u penziju on je pokušao da ostvari svoju ideju sedamdesetih godina na Prirodno-matematičkom fakultetu, ali ni tamo nije naišao na razumevanje. I tek 1983. dolaskom u Institutu za fiziku u Zemunu ukazala mu se prilika da ostvari svoj davnašnji san.

Činjenica da su u Los Alamosu
za postizanje visokih pritisaka
korišćene atomske bombe jačine
one bačane na Hirošimu
dovoljno govori.

Osnovna zamisao bila je da se izvede ogled u kojem bi se elektroni izbacivali u spoljašnju sredinu kada se materijal podvrgne visokom pritisku, slično kao kod foto-efekta gde se to čini pomoću svetlosti. Pojavila su se tri velika iskušenja: 1. Kako napraviti dijamantsku presu bez potrebne tehničke dokumentacije; 2. Čime detektovati izbačene elektrone i 3. Gde nabaviti dijamante posebne čistoće?

Nalik Hirošimi

U to vreme ovakva merenja bila su strogo čuvana tajna, zbog rezultata za koje su bili zainteresovani posebni nalogodavci. Shvatate na koga mislim? U literaturi se moglo naći mnogo rezultata, pri čemu su tehničke podaci bili oskudni. Činjenica da su u Los Alamosu (SAD) za postizanje visokih pritisaka (shock wave experiment) korišćene atomske bombe jačine one bačane na Hirošimu dovoljno govori.

Međutim, Pavle Savić je preko njemu znanih veza nabavio tehničke crteže dijamantske prese, ali bez pojedinosti (vrsta materijala, da li se kali, na kojoj temperaturi, koja vrsta dijamanta se koristi i  slično). Da bi nam olakšao postavljanje eksperimenta, on je pozvao u posetu Danijela Kirija (unuk Marije Kiri) koji nam je preneo svoja iskustva. Potom je trebalo nabaviti par dijamanata velike čistoće i da se oni naknadno izbruse.

Tri godine kasnije, neposredno
posle štampanja našeg rada,
dve istraživačke grupe – jedna
u Švedskoj, druga u SAD –
objavile su rezultate
sličnih merenja.

Nastojeći da ubrza izradu dijamantske prese, u šali je govorio „da želi da doživi početak merenja”. A kada bismo prekomerno ubrzali, stišavao nas je rečima: „Ne žurite preterano, nauka nije zec i neće pobeći”. Ponudio je dijamante iz medalje Lomonosova kojom su ga Sovjeti nagradili za naučna dostignuća, ali nisu odgovarali. Zato je svojim kanalima nabavio par najviše klase.

Za otkrivanje (detekcija) elektrona izbačenih pritiskom trebalo je imati elektronski pojačivač. I to je bilo veoma teško nabaviti, jer se on upotrebljavao u najosetljivijim uređajima za radio-lokaciju. Opet ga je Pavle Savić nabavio preko vlastitih veza i poznanstava.

Pavle Savić (SANU)

Pavle Savić (SANU)

Bilo je predviđeno da se eksperiment izvodi u vakuumu da bi se olakšao izlazak elektrona, zato su presa i detektor s pratećom elektronikom bili smešteni pod odgovarajuće stakleno zvono. Jednog vikenda kada uređaj nije bio pod vakuumskim zvonom, zbog porasta pritiska u vodovodnim cevima jedna slavina je popustila i mlaz vode je okvasio detektor! Nije bilo moguće nabaviti drugi.

Iako razočaran, profesor je ispoljio čuveni istraživački sluh: na prvom radnom sastanku predložio je da se vrše optička merenja visokog pritiska na vreme života rubinove R1 linije (694.2nm), kakva niko u svetu do tada niko nije uradio i da se to obavi u standardnoj dijamantskoj presi NBS (National Biro of Standard).

Tri godine kasnije, neposredno posle štampanja našeg rada, dve istraživačke grupe – jedna u Švedskoj, druga u SAD – objavile su rezultate sličnih merenja. Jasno je, svakako, da je pre 35 godina inicijator ispitivanja ponašanja materije pod visokim pritiscima u Srbiji bio akademik Pavle Savić.

Kada su minule uobičajene „dečije bolesti”, nastavili smo s poboljšavanjem postupka: detekcije signala, merenja pritiska, pripremanja uzorka i punjenja prese. Ali ni nabavka materijala za radnu komoru (diskovi od izuzetno tvrde legure prečnika) nije bila nimalo lakša. Tadašnji direktor Instituta za fiziku morao je da potpiše izjavu da se neće koristiti u opitima za proizvodnju nuklearnog oružja i bioloških i drugih otrova. Danas ne postoje nikakve prepreke da se vrše merenja do pritisaka kakvi vladaju unutar Sunca ili u središtu Zemlje.

Poseta Marsovcima

Nije zgoreg imati na umu da je ispitivanje ponašanja materijala pod visokim pritiscima među deset najsloženijih u fizici čvrstog stanja. Svaka promena iziskuje višegodišnje pripreme. Uz podršku Ministarstva za nauku i tehnologiju Srbije nabavili smo membransku dijamantsku presu (MDAC) i spravu za bušenje rupa na diskovima za buduću radnu komoru od 2-200 mikrometara.

Pod velikim utiskom
naučnofantastičnog filma
„Odiseja u svemiru 2001”,
Stenlija Kjubrika, zamišljao
sam kako putujem kosmosom,
makar i posredno.

Kada je potpuno ovladano tehnikom i nabavljena preostala oprema, dostigli smo vrhunske laboratorije u svetu. I promenili ime u Laboratorija za multidisciplinarna istraživanja (LMI), sa amblemom na kojem su dva dijamanta što posvedočuje da se bavimo istraživanjem prirode.

Akademik Pavle Savić je znatno uticao na naše naučno usmerenje, menjajući, čak, sedam puta svoje istraživačko interesovanje: u jednom razdoblju je izučavao paukove (Arenaida) i zaključio da su to stvorenja koja s najmanje utrošene energije dolaze do energije (hrane).

Pod velikim utiskom naučnofantastičnog filma „Odiseja u svemiru 2001”, Stenlija Kjubrika, zamišljao sam kako putujem kosmosom, makar i posredno. Svoja maštanja ispunio sam nizom eksperimenata. Jedno od takvih „putovanja” ostvario sam pre tridesetak godina započevši saradnju s Laboratorijom za hemiju materije čvrstog stanja u Parizu, ispitujući laserske kristale koje su tamo napravili.

Zamislite samo: jedan od kristala (LuBO4:Eu3+) bio je neosetljiv na visoke pritiske do 110 kilobara, što omogućuje primenu kosmičkim istraživanjima. Naime, on bi mogao da bude osnova za laser kojim bi se telemetrijski određivalo rastojanje svemirske letelice od tla prilikom spuštanja na nebeska tela s jakom gravitacijim. A na Zemlji za proizvodnju telekomunikacionih kablova koji se postavljaju između kontinenata na dnu okeana (na dubinama većim od 4.000 metara).

Drugo „putovanje” podstaknuto je naučnofantastičnim romanom „Rat svetova”, Herberta Džordža Velsa, sa željom da uzvratimo miroljubivu posetu Marsovcima. Za tako nešto neophodno je na Marsu napraviti veštačku atmosferu s kiseonikom (i za ljude i za biljke koje će kasnije nastaviti same da ga stvaraju). Tako smo 2006. započeli ispitivanja učinka visokih pritisaka na biljke (fotosinteza i rast) u uslovima kakvi vladaju na „crvenoj planeti”. To su jedinstvena merenja u svetu, ali još nisu završena. Verujemo da će pomoći da ljudi bez teškoća naseljavaju nove životne prostore u okeanima i morima na Zemlji.

Rezultati bismo mogli da iskoristimo i za to da pojedine biljke nateramo da izlučuju veće količine skupih eteričnih ulja potrebnih farmaceutskoj industriji.

Prošle godine smo otpočeli provere materijala koji bi mogli da zamene ljudsku kožu, bar u prvim trenucima nakon zadobijanja opekotina.

U kafiću na Marsu

Gotovo da ne postoji grana ljudske delatnosti u kojoj nisu primenjeni rezultati ispitivanja ponašanja materije pod visokim pritiscima. S velikom sigurnošću se može pretpostaviti da će ova istraživanja rešiti mnoštvo danas nerešivih problema.

U bliskoj  budućnosti naši unuci biće na muci gde da idu u provod: u kafić na Marsu ili na sto metara dubine u okeanu. Na pumpama za gorivo biće uobičajeno putanje: Da li je to vodonik iz mora ili iz reke? U restoranima će se naručivati jela iz prošlosti (teletina iz 2000. godine), kao danas stara vina. Kupovaće se slanina sa ukusom sira, meso sa ukusom koji poželite.

Ljudi će moći da lebde (levitiraju) u vazduhu, zahvaljujući obući od posebnih magnetnih materijala. Za venčanje će mladići svojim izabranicama poklanjati prstenje s dijamantima veličine oraha, veštački izrađenim u laboratoriji. Verovatno će moda nestati, jer će i odeća i obuća biti, praktično, nepoderivi. A rezervoari za gorivo svemirskih letelica neće dostizati stotinu i više metara, a već će biti veličine manjeg automobila.

O autoru

Stanko Stojiljković

Ostavite komentar