SASPRO 2 je spoločný projekt Slovenskej akadémie vied, Slovenskej technickej univerzity v Bratislave a Univerzity Komenského v Bratislave realizovaný v rámci programu EÚ pre výskum a inovácie Horizont 2020 Marie Skłodowska-Curie COFUND. V každom čísle predstavíme dvoch účastníkov alebo účastníčky tohto projektu.
LEEVI ILMARI LEPPÄJÄRVI
Narodil som sa v Laponsku (Fínsko) v meste Rovaniemi, v oficiálnom rodisku Santa Clausa. Vyštudoval som teoretickú fyziku na Univerzite v Turku, kde som po získaní magisterského titulu v roku 2017 pokračoval aj v doktorandskom štúdiu. Počas doktorandského štúdia som sa zameral na skúmanie rôznych neklasických prvkov kvantovej teórie a po získaní PhD. titulu v lete 2021 som sa presťahoval do Bratislavy, aby som ako postdoktorand výskumník začal pracovať v Centre pre výskum kvantovej informácie vo Fyzikálnom ústave SAV, kde v súčasnosti realizujem svoj SASPRO projekt.
Zhrnutie projektu:
Od jej zrodu pred viac ako 100 rokmi sa kvantová teória vyvíjala od jednoduchej teoretickej zvedavosti do experimentálne aplikovateľnej teórie informácie. Ukázalo sa, že kvantová teória informácie má potenciál zvýšiť bezpečnosť a účinnosť komunikácie a výpočtov. Môj SASPRO projekt pozostáva zo skúmania meraní v kvantovej teórii a kľúčových prvkov, ktoré odlišujú kvantovú teóriu od klasickej teórie, pričom je kvantová teória posudzovaná ako operačná teória: na základe prvotných koncepcií fyzikálnych systémov, stavov a meraní operačná teória špecifikuje, v akých stavoch môže byť fyzikálny systém pripravený, a určuje pravidlá, ako možno vypočítať štatistiku výsledkov experimentu zahŕňajúceho uvedené prvotné koncepcie. Zjednodušene, cieľom operačných teórií je zachytiť minimálne požiadavky, ktoré má empirická fyzikálna teória spĺňať.
Čo vás motivovalo uchádzať sa o grant na Slovensku?
Môj školiteľ doktorandského štúdia počas svojej kariéry absolvoval postdoktorandské štúdium na Slovensku a v priebehu rokov veľakrát spolupracoval so slovenskými výskumníkmi. Preto som tu aj ja počas môjho doktorandského štúdia absolvoval výskumnú stáž, ktorá vyústila do spoločného výskumného článku v rámci mojej doktorandskej práce. Vzhľadom na túto úspešnú spoluprácu som sa tu po skončení doktorandského štúdia uchádzal o postdoktorandský pobyt, počas ktorého som sa prihlásil na SASPRO s cieľom rozšíriť svoje postdoktorandské skúsenosti.
Ako ste pokročili vo svojom výskume?
Dôležitou vlastnosťou kvantovej teórie je nekompatibilita meraní, t. j. nemožnosť merať niektoré fyzikálne pozorovateľné veličiny pomocou jedného spoločného meracieho zariadenia. Počas tohto projektu sa mi podarilo preskúmať niektoré nové aspekty neklasickosti súvisiacej s nekompatibilitou v rámci kvantovej teórie. Preskúmal som dôležité scenáre týkajúce sa rôznych komunikačných úloh a podarilo sa mi ukázať, že aj v najjednoduchších prípadoch je možné zistiť výhodu použitia kvantových systémov ako komunikačného média v porovnaní s klasickými systémami. Tento dôležitý výsledok súvisí so širšou perspektívou zisťovania kvantových výhod v kvantovej informácii a kvantových výpočtoch.
Trvanie projektu: 9/2022 – 8/2025
STEFAN WALLNER
Som výskumným pracovníkom v oblasti svetelného znečistenia so zameraním na meranie a modelovanie umelého svetla v noci a jeho vplyvu na životné prostredie. V SAV a na Viedenskej univerzite vediem štúdie o jase nočnej oblohy, atmosférických vplyvoch a polarizačných vzorcoch. Vo svojej práci kombinujem pozemné merania, techniky diaľkového snímania a teoretické modelovanie s cieľom pochopiť komplexnú dynamiku svetelného znečistenia. Svojou prácou sa aktívne snažím prepájať výskum a prácu s verejnosťou a som členom viacerých združení, ktoré podporujú globálne úsilie o zachovanie tmavej oblohy.
Zhrnutie projektu:
MEMOLIPO (Meranie a modelovanie svetelného znečistenia) skúma globálny fenomén svetelného znečistenia – umelé svetlo v noci, ktoré je nesprávne nasmerované, nadmerné alebo škodlivé pre životné prostredie. Hoci je umelé osvetlenie nevyhnutné pre moderný život, jeho nesprávne používanie predstavuje významné hrozby pre ľudské zdravie, voľne žijúce zvieratá aj životné prostredie. Cieľom projektu je revolučným spôsobom zmeniť naše chápanie toho, ako sa vyvíja a šíri svetelné znečistenie, a to štúdiom rôznych faktorov, ktoré ovplyvňujú jas nočnej oblohy, najmä atmosférických podmienok, ako sú aerosóly a sezónne zmeny. Cieľom projektu je tiež prostredníctvom inovatívnych meracích techník vrátane pozemných prístrojov a technológie dronov v kombinácii s pokročilým teoretickým modelovaním zlepšiť presnosť monitorovania a predpovedania svetelného znečistenia. Tento výskum vytvorí nové základy pre budúce štúdie svetelného znečistenia a poskytne zásadné poznatky pre mestské plánovanie, ochranu životného prostredia a zachovanie prirodzenej nočnej oblohy.
Čo vás motivovalo uchádzať sa o grant na Slovensku?
Slovenská akadémia vied ponúka ideálne prostredie na rozvoj výskumu svetelného znečistenia spojením mojich experimentálnych skúseností s ich teoretickými poznatkami. Výskumná skupina hostiteľskej inštitúcie, ktorú vedie Dr. Kocifaj, sa špecializuje na teoretické simulácie a atmosférickú optiku, čo vytvára dokonalú synergiu s mojimi skúsenosťami z experimentálnych meraní. Táto spolupráca nám umožňuje spojiť oba prístupy s cieľom zlepšiť naše chápanie svetelného znečistenia a vyvinúť presnejšie predpovedné modely.
Ako ste pokročili vo svojom výskume?
Urobili sme veľký pokrok v meraní a chápaní svetelného znečistenia. Pomocou nového špičkového zariadenia môžeme teraz merať, ako umelé svetlo mení prirodzené podoby nočnej oblohy. Vylepšili sme aj počítačové modely, ktoré predpovedajú, ako sa svetlo šíri vzduchom. Vzrušujúca nová časť našej práce využíva drony na štúdium toho, ako sa svetlo šíri cez rôzne vrstvy atmosféry. Náš výskum sa dostáva do povedomia – jednu z našich prác zverejnenú v časopise Science vyhlásila v roku 2023 Slovenská akadémia vied za špičkovú publikáciu.
Trvanie projektu: 9/2022 – 8/2025
Spracovali: Eva Krištofová, Stanislava Longauerová
Foto: Martin Bystriansky