Kiedy ćwiczy zwroty na desce z żaglem, światło nie jest dla niego żadną falą, tylko promieniami słońca ogrzewającymi skórę. Ale w codziennej pracy, zamiast „łapać” opaleniznę, Michał Parniak-NIedojadło, wyróżniony za wybitne osiągnięcia naukowe laureat programu START 2019 Fundacji na rzecz Nauki Polskiej, chwyta pojedyncze fotony i pracuje nad urządzeniem, które będzie potrafiło zapamiętać światło i przechowywać je w kwantowej pamięci. Ambitnie? „Zawsze podobało mi się pływanie na dużych falach” – mówi zaświecony, poprawka: zapalony windsurfer. Z pasji, poprawka: z zawodu – fizyk.

Doktor fizyki w Centrum Nowych Technologii Uniwersytetu Warszawskiego opracowuje wielomodową pamięć kwantową. „Po naszemu” oznacza to tyle, że badacz pracuje nad tym, żebyśmy w przyszłości umieli zapisać światło nie tylko jako obraz. Gdyby udało się okiełznać tę falę i strumień w jednym, a potem odtworzyć ją z dokładnością do jednego fotonu, powstałaby pamięć kwantowa. Stąd już niedaleko do bezpiecznej komunikacji, której nikt nie mógłby podsłuchać i do komputera kwantowego.

Stworzenie takiego urządzenia, w którym można byłoby zapisać światło to wielkie wyzwanie dla fizyki kwantowej. Na razie zastosowania można sobie jedynie wyobrazić. Obecnie, żeby „złapać” dokładnie jeden foton, potrzeba wysiłku zespołu naukowców i sporego laboratorium. Gdyby to się jednak udało, foton można by wykorzystać do zabezpieczania danych. Banki i inne instytucje przesyłałyby między sobą informacje, których nikt nie mógłby podejrzeć. No, chyba że chce być  przyłapanym.

Jeśli ktoś spróbuje podsłuchać komunikację, w której 1-kwantowy bit jest zapisany w jednym fotonie, to natychmiast się o tym dowiemy. Skoro bowiem jest tylko jeden foton, to nie można sobie zabrać tylko troszkę naszego sygnału i go podsłuchać. My natychmiast przestaniemy ów sygnał odbierać – tłumaczy stypendysta.

Michał Parniak-Niedojadło zajmuje się konstrukcją pamięci światła i szuka źródła pojedynczych fotonów. Za „kartę pamięci” służą mu atomy rubidu. Co prawda rubid jest metalem, ale kiedy naukowcy go podgrzeją – paruje. W tym gazie atomów można zapisać światło w temperaturze pokojowej. Jednak trudno jest uzyskać dokładność na poziomie pojedynczych fotonów – dlatego naukowcy chłodzą gaz.

Michał Parniak_fot. Magdalena Wiśniewska-Krasińska_1
Michał Parniak-Niedojadło / fot. Magdalena Wiśniewska-Krasińska

Gdybyśmy weszli do jego laboratorium, naszym oczom ukazałby się… nie, nie las, ale skomplikowany układ stołów optycznych długich na co najmniej trzy, a szerokich na półtora metra. Na jednym ze stołów znajduje się jedenaście laserów, które kontrolują atomy. Drugi zawiera sam układ pamięci. Dalej spotkałoby nas spore zaskoczenie. Intuicyjnie bowiem moglibyśmy przypuszczać, że laser rozgrzewa atomy. Tymczasem atomy są chłodzone przez wiązki laserowe.

Potrafimy przy pomocy światła przeprowadzić atomy od temperatury pokojowej do 20 milionowych stopnia powyżej zera absolutnego. To bardzo, bardzo niska temperatura – przekonuje Michał. Kiedy takie atomy zawisają sobie w komorze próżniowej, stanowią precyzyjnie kontrolowany ośrodek, czyli mikrourządzenie, które może przez parę chwil zarówno przechować światło, jak i generować pojedyncze fotony. Nasza pamięć potrafi zapamiętywać złożone obrazy, dlatego mówimy że jest wielomodowa przestrzennie – chwali się badacz.

O osiągnięciach swojego zespołu mówi też, bo i jest o czym, na konferencjach naukowych i podczas wyjazdów do partnerskich instytucji badawczych. I raczej nie są to czcze przechwałki, bo Polacy są chętnie cytowani przez zagranicznych kolegów. Podróże są okazją do odwiedzenie dobrych uniwersytetów i ciekawych miejsc. Michał przebywa obecnie na stażu w Kopenhadze, był też w Dolinie Krzemowej i w Hongkongu. To sposób na przyjacielskie „zwalczanie” konkurencji w nauce.  Mamy konkurencję w Chinach, więc to dla nas ważne żeby grupom chińskim pokazać, co robimy, aby mogli nas cytować – mówi fizyk.

Kiedy Michał nie był jeszcze fizykiem, spędzał nawet parę tygodni w roku, pływając na windsurfingu. To była jego pasja, uczył się pływać w Zatoce Puckiej pomiędzy Władysławowem a Chałupami. Tam zaczął przygodę z deską z żaglem i przez wiele lat spędzał tak każde wakacje. Obecnie trudno mu znaleźć dwa tygodnie ciągłego urlopu. Dlatego wyjeżdża na Teneryfę, gdzie pogoda gwarantuje dobre warunki do treningu.

W Polsce też można ambitnie popływać, ale nie zawsze jest dobry wiatr. Na Wyspach Kanaryjskich można przez cały tydzień pływać na dużych falach. To oszczędność czasu. Nie biorę udziału w regatach. Tam gdzie jeżdżę, co roku odbywają się mistrzostwa świata w pływaniu na falach. Wygrywa ten, kto zrobi najlepszy skok, najlepszy zakręt na fali. To właśnie dyscyplina, którą ja się interesuję. Razem z przyjaciółmi próbujemy tak samo, wspólnie się uczymy.

Jeśli więc na lotnisku spotkacie kiedyś młodzieńca z deską pod pachą i wiatrem we włosach, miejcie na uwadze, że to może stypendysta Fundacji na rzecz Nauki Polskiej ma swój jedyny w roku spokojny tydzień na odpoczynek od badań, które mogą zmienić świat.

Więcej informacji:

#JestemStartowcem

Na zdjęciu Michał Parniak-Niedojadło, fot. Magdalena Wiśniewska-Krasińska

Wyrażam zgodę na otrzymywanie materiałów informacyjnych dotyczących oferty programowej oraz działań podejmowanych w celu pozyskania środków na działalność statutową przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej, na podany w trakcie rejestracji adres e-mail. Administratorem danych osobowych zawartych w niniejszym formularzu jest Fundacja na rzecz Nauki Polskiej, z siedziba w Warszawie 02-611, ul. Ignacego Krasickiego 20/22. Jednocześnie przyjmuję do wiadomości, że w stosunku do danych osobowych przekazanych FNP przysługują mi prawa wskazane w art. 32 ustawy z dn. 29 sierpnia 1997 r. o ochronie danych osobowych (Dz. U. z 2016 r. poz. 922 z późniejszymi zmianami), w szczególności prawo dostępu do danych, ich poprawiania oraz żądania zaprzestania ich przetwarzania. Wyrażenie zgody na podanie danych osobowych jest dobrowolne. Oraz: Wyrażam zgodę na przetwarzanie podanego przeze mnie adresu e-mail przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej z siedzibą w Warszawie przy ul. Krasickiego 20/22 w celu otrzymywania newslettera Fundacji. Przyjmuję do wiadomości, że zgodnie z ustawą z dnia 29 sierpnia 1997 r. o ochronie danych osobowych (Dz. U. z 2014 r. poz. 1182 ze zm.) mam prawo do dostępu do podanego przeze mnie adresu oraz jego poprawiania. Podanie adresu e-mail jest dobrowolne.

FreshMail.pl
 

Wyrażam zgodę na otrzymywanie materiałów informacyjnych dotyczących oferty programowej oraz działań podejmowanych w celu pozyskania środków na działalność statutową przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej, na podany w trakcie rejestracji adres e-mail. Administratorem danych osobowych zawartych w niniejszym formularzu jest Fundacja na rzecz Nauki Polskiej, z siedziba w Warszawie 02-611, ul. Ignacego Krasickiego 20/22. Jednocześnie przyjmuję do wiadomości, że w stosunku do danych osobowych przekazanych FNP przysługują mi prawa wskazane w art. 32 ustawy z dn. 29 sierpnia 1997 r. o ochronie danych osobowych (Dz. U. z 2016 r. poz. 922 z późniejszymi zmianami), w szczególności prawo dostępu do danych, ich poprawiania oraz żądania zaprzestania ich przetwarzania. Wyrażenie zgody na podanie danych osobowych jest dobrowolne. Oraz: Wyrażam zgodę na przetwarzanie podanego przeze mnie adresu e-mail przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej z siedzibą w Warszawie przy ul. Krasickiego 20/22 w celu otrzymywania newslettera Fundacji. Przyjmuję do wiadomości, że zgodnie z ustawą z dnia 29 sierpnia 1997 r. o ochronie danych osobowych (Dz. U. z 2014 r. poz. 1182 ze zm.) mam prawo do dostępu do podanego przeze mnie adresu oraz jego poprawiania. Podanie adresu e-mail jest dobrowolne.

FreshMail.pl