Cătălina Curceanu este prim cercetător în domeniul fizicii particulelor elementare şi al fizicii nucleare (Laboratori Nazionali di Frascati, Institul Național de Fizică nucleară Italia), decorată de președintele Iohannis cu Ordinul şi medalia „Meritul Cultural”, a colaborat cu Roger Penrose, câștigătorul premiul Nobel pentru Fizica alături de Reinhard Genzel și Andrea Ghez, trei pionieri în studiile privind găurile negre.
S-a născut la Brașov, s-a mutat apoi la Sfântul Gheorghe, a urmat Liceul de mate-fizică de la Măgurele, a făcut Facultatea de Fizică de la Măgurele, iar după Revoluție a ajuns în Italia, la Frascati, cu o bursă de studii și nu a mai plecat. Acum, are grupul ei de cercetare de 20 de persoane la Frascati unde lucrează în domeniul fizicii experimentale, atât fizică nucleară cât și fizică cuantică.
Fizicianul ne vorbește despre prietenia cu omul Penrose, despre studiul găurilor negre, cum este văzută cercetarea românească din Occident, despre ELI-NP. Fiind o pasionată de SF, literatură și filme, i-am lansat o provocare și am discutat despre temele mari din cele mai celebre producții SF.
Cătălina Curceanu: Cum a ajuns un fizician român la vârful cercetării în Italia. Despre colaborarea și prietenia cu Roger Penrose, câstigătorul premiului Nobel
n.r. vezi mai multe răspunsuri în videointerviu
Rep: De ce a ales Cătălina Curceanu mecanica cuantică? Glumind, cred ca vă vine foarte greu să dați explicații atunci cand sunteți la o petrecere între prieteni.
Cătălina Curceanu: Este adevărat că este greu de vorbit despre fizică cuantică, mai ales cu cei care cred că știu deja fizica cuantică și încep cu creierul cuantic, conștiința, cu tot felul de bazaconii, care mai de care mai incredibile. Este greu de explicat că fizica cuantică nu este neapărat în lumea abstractă ci o teorie concretă, cu rezultate concrete care mai este încă studiată. Chiar m-ați prins la Gran Sasso unde avem un experiment la laboratorul subteran și studiem mecanica cuantică, această minunată teorie din lumea particulelor, atomică, are legi cu totul și cu totul deosebite pe care nu le vedem în lumea noastră macroscopică. Printre aceste comportamente sunt unele care încă stârnesc dezbatere și chiar certuri în lumea științifică. Cei care ne urmăresc acum cu siguranță că au auzit de Pisica lui Schrodinger, care este doar una din problemele mecanicii cuantice și asupra căreia încercăm să lucrăm chiar aici la Gran Sasso.
Rep: Ce interpretare a mecanicii cuantice preferați?
Cătălina Curceanu: Nu pot să spun că prefer, dar fiind un fizician experimentator, lucrez în cadrul acelei mecanice cuantice care are prevederi din punct de vedere experimental diferite față de mecanica cuantică standard. Evident, dacă modifici mecanica cuantică te aștepți ca să măsori ceva în plus. Este exact ceea ce facem noi la Gran Sasso. Nu este o interpretare, ci este o nouă teorie care ar arăta drumul spre o teorie fundamentală care ar aștepta să fie descoperită.
Rep: Nu doar că ați colaborat cu roger Penrose, o personalitate fascinantă, dar sunteți și buni prieteni. Cum este omul Penrose?
Teoria Universului care renaște continuu: ”Penrose este o persoană cu adevărat incredibilă, minunată. O minte extrem de limpede și de o curiozitate incredibilă de care îți dai seama când îi vezi ochii. Ochii lui sunt fără vârstă, ar putea avea 20 de ani sau 1 milion de ani. La ora actuală, lucrează la noi teorii. El are o teorie că Universul s-ar naște și ar muri continuu, în care nu există un Big Bang ci Universul se reproduce în perioade de timp extrem de îndelungate. Mai mult, propune metode de verificare experimentală pentru aceasta teorie...”
Articolul care a intrat în istorie: ”A lucrat în toate domeniile Fizicii fundamentale. Premiul Nobel l-a obținut nu atât pentru mecanica cuantică, cea în cadrul căreia am avut ocazia să colaborăm și să ne confruntăm ideile, ci l-a avut pentru cealaltă parte a studiilor pe care le face legate de relativitate generală și pentru faptul că în 1965 a scris acest articol care a rămas în istoria Fizicii în care demonstrează fără urmă de dubiu că prezența și existența găurilor negre este direct legată de teoria relativității generale a lui Einstein, lucru care înainte nu era confirmat. El demonstrează că, generalizat, găurile negre există în anumite condiții, iar, în plus, în interiorul găurilor negre există acea singularitate gravitațională unde legile fizicii actuale, ca timp și spațiu, nu mai sunt valabile”.
Cătălina Curceanu, despre găurile negre: noi descoperiri si noi posibilități
Rep: de ce ne fascinează găurile negre atât de mult? Ce așteptăm de la ele?
Cătălina Curceanu: Primii care sunt fascinați de găurile negre suntem chiar noi, cercetătorii. Suntem fascinați fiindcă știm sigur că tot ceea ce cunoaștem noi despre Univers nu mai este valabil. Nu știm care este fizica ce ar putea fi valabilă în interiorul găurilor negre, dar bănuim că ar avea legătură cu o nouă teorie a spațiului, timpului și a materii și încercăm de zor să găsim această teorie. Dacă publicul este fascinat de această teorie, aș îndrăzni să spun indirect, că este datorită faptului că aceste concepte au fost în cărți, în filme, în care acest mister al găurilor negre a fost transmis ulterior publicului, lăsând o deschidere care are de-a face cu science-fiction, mai degrabă decât cu fizică. Să știți că cele două sunt foarte legate una cu alta, iar găurile negre sunt, aș îndrăzni să spun, acel domeniu în care legătură este extrem de puternică, poate cea mai puternică în absolut.
Rep: Ce sunt Găurile negre supermasive și de ce continuă să rămână o enigmă a astrofizicii?
Cătălina Curceanu: Sunt enigme din cel puțin două puncte de vedere. Unul, faptul că noi avem aceste găuri negre masive, precum cea pentru care a fost dat premiul Nobel, cea din interiorul galaxiei noastre care are o masă de 4 milioane de ori mai mare decât cea a Soarelui, însă știm cu siguranță că în Univers există găuri negre, cu masă de miliarde, sau chiar zeci de miliarde de ori față de cea a Soarelui. Ei bine, unul dintre mistere este cum s-au format aceste găuri negre, încă nu avem o explicație coerentă și consistentă despre cum au luat naștere.
Al doilea este efectiv legat de faptul că, dacă am avea posibilitatea să călătorim în interior lor, densitatea lor este cea medie a aerului, deci nu am fi striviți. Însă, o dată intrați, nu știm ce se întâmplă în interiorul lor. Și atunci putem să ne imaginăm că am călători în timp, în alte universuri, ceea ce din punct de vedere al fizicii actuale rămâne permis.
Al treilea mister, aparține fizicii pe care o cunoaștem, radiația lui Hawking. Găurile negre mici ar trebui să nu trăiască pentru totdeauna. Deci găurile negre nu au o viață infinită, ci se evaporă. Nu a fost nici o gaură neagră găsită, tocmai pentru că ar trebui să fie una microscopică, să se evapore în fața noastră.
- Ce este singularitatea gravitațională (Penrose și Hawking), teoria Universului ca hologramă, este posibil ca o gaură neagră să aibă un mecanism intrinsec de păstrare a informației? Ce și-ar dori fizicianul să descopere sau să dovedească. Despre misterul quarcilor, doar în materialul video
Cătălina Curceanu, despre Educația și Cercetarea din România și cum sunt percepute din Occident
Rep: Ce măsuri urgente creți că sunt necesare pentru reformă în cercetarea românească?
Cătălina Curceanu: În primul rând eu aș porni de la sistemul de Educație pentru că cei care ajung să facă cercetare sunt produsul sistemului de Învățământ. Din acest punct de vedere, văd că lucrurile s-au înrăutățit pentru că importanța studiului științei a scăzut. Și aș pleca de la salariile profesorilor, încurajarea lor ca să vină în sistemul de Învățământ. Aceste măsuri merg mână în mână cu respectul. Azi, e mai important să ai o mașină, un telefon de ultimă generație, iar profesorul este cel care nu a ajuns de multe ori să aibă aceste lucruri. Este un sistem de valori greșit. Aș zice că sistemul ar trebui mai degrabă regândit decât modificat...
Rep: Laserul de la Măgurele - ELI-NP este o mândrie națională. Avem puls produs de 10 PW și spunem: uau!! suntem cei mai tari din lume!. Cum se vede ELI-NP din Occident?
Cătălina Curceanu: Știu că cercetarea de la București are probleme, în special cele legate de ELI-NP. Sper ca lucrurile să se îndrepte. Această oportunitate pe care România o avea- și sper că o mai are- nu trebuie pierdută. Nu trebuie însă să pariem totul pe acel subiect ci trebuie avute în vedere mai multe lucruri, mai multe idei care trebuie să meargă în paralel... Să nu uităm că acel NP (Fizică Nucleară) făcea diferența față de celelalte două din Ungaria și Cehia. Laserul era doar unu dintre componente. Faptul că la ora actuală acel sistem nu este complet înseamnă că nu avem ELI-NP... A avea un laser nu înseamnă avea posibilitatea de a face aceeași fizică pe care ar fi trebuit să o ofere complexul ELI-NP. Faptul că a fost decuplat de la o eventuală finanțare europeană îmi face să plângă inima deoarece ar fi avut o posibilitate de a face experimente de fizică nucleară cu fotoni, energii mari și a stârnit un interes chiar și în Italia. Am avut colegi italieni care vroiau să vină de la Roma la Măgurele și să facă un experiment cu acest fascicol.
Rep:Care este modelul italian de finanțare a cercetării, directă în genul CNRS-ului francez sau mai degrabă prin competiții de proiecte?
Cătălina Curceanu: Este un model dual. Institutul meu este unul național și are filiale în toate orașele mari din Italia, inclusiv patru mari laboratoare naționale și are o finanțare unică. Finanțarea este distribuită pe baza experimentelor și cererilor de finanțare a diferitelor grupuri. Banii nu îți sunt dați doar că-i ceri, tu îi ceri și apoi ai un grup de analiză care te bagă într-un vârtej de întrebări, iar banii vin alocați de la Institut care îi primește de la guvernul italian. Există și posibilitatea de a aplica la proiecte regionale sau europene. Eu am avut de exemplu proiecte finanțate din America, de fundații americane, dar si de fundații europene.
Cătălina Curceanu, despre temele mari din filmele SF (Star Trek, Interstellar): călătoria în timp, teleportare, motorul warp, găuri negre, soare muribund...
Rep: Călătoria în timp, cea mai utilizată temă în filmele de SF. Călătoria în timp este posibilă pe baza legilor fizicii, conform noilor calcule ale cercetătorilor de la Universitatea din Queensland. Dar călătorii în timp nu ar putea modifica trecutul într-un mod măsurabil. „Viitorul va rămâne același”, spun aceștia
Cătălina Curceanu: Este într-adevăr unul dintre subiectele cele mai fascinante care se pot imagina, nu atât călătoria în viitor, care este posibilă și la ora actuală, cel puțin din punct de vedere teoretic. Din punct de vedere tehnic, îți trebuie o rachetă care călătorește prin univers cu accelerație sau câmpuri gravitaționale extreme, precum exact în filmul „Interstellar”, deci acest lucru îl știm, este posibil, este verificat teoretic. Călătoria spre viitor, cu viteze diferite, este posibilă, călătoria în trecut rămâne însă, un mister. Din când în când, apar aceste articole, despre care chiar pomeneați acum, care demonstrează, într-un mod sau altul, făcând anumite ipoteze, cum că inclusiv teoria în trecut ar fi posibilă, și încearcă să salveze, să spunem, actualul prezent, faptul că am modifica lucrurile, astfel încât să nu mai avem acest prezent, cum de fapt se întâmplă în „Back to the Future”, făcând anumite invenții teoretice, care sunt compatibile cu fizica actuală, ceea ce nu neapărat înseamnă că teoria respectivă este valabilă.
Rep: Star Trek și motorul warp. Poate exista viteză mai mare decât viteaza luminii?
Cătălina Curceanu: Din punct de vedere al fizicii actuale este un postulat al teoriei relativității, pe care se bazează practic întreagă noastră teorie actuală. Faptul că noi am putea folosi anumite subterfugii, precum aceste motoare warp, deci scurtături spațio-temporale generate de motoare care, eventual, ar reuși să modifice geometria spațiului și a timpului, astfel încât să călătorim cu viteze aparent mai mari ca cea a luminii, rămâne o posibilitate, nu contrazice nimic din fizica actuală, înseamnă doar că avem un motor care generează o curbă a spațiului și a timpului atât de mare, încât să genereze aceste scurtături, care fac să pară că noi călătorim cu viteze mai mari decât cea a luminii.
Rep: Star Trek și teleportarea. Aici am trecut puțin pe tărâmul realizărilor chiar...
Cătălina Curceanu: Da, teleportarea a fost realizată, chiar unul dintre primele laboratoare care au reușit teleportarea se găsește la Roma, la Universitatea La Sapienza. Ce înseamnă teleportarea? Nu este aceea pe care o vedem în “Star Trek” - eu mă dematerializez aici, și apar pe o planetă în galaxia Andromeda. La ora actuală, înseamnă că eu reușesc să reconstruiesc, într-un alt laborator, un obiect identic cu cel de plecare. Deci aceasta ar fi teleportarea, la ora actuală. Nu a fost teleportata o pisica sau un om, ci un sistem de câțiva fotoni, deci vorbim de un număr extrem de mic de particule, în sistemul de plecare.
n.r. vezi mai multe răspunsuri în materialul video
Rep: Interstellar-Se poate comunica dintr-o gaură neagră?
Cătălina Curceanu: La ora actuală, comunicarea dintr-o gaură neagră este imposibilă. Odată intrat în gaură neagră, nimic nu mai poate ieși, nici măcar lumina, precum o piatră dacă o arunc în sus îmi va cădea în cap. La fel, lumina, semnalul electromagnetic, în gravitația extrem de intensă a găurii negre, ar cădea înapoi în gaură neagră. Deci, a comunica din interiorul găurii negre, în fizică actuală, nu este posibil. Ceea ce nu înseamnă că, așa cum s-a întâmplat în filmul “Interstellar”, eventuala teorie pe care încă nu o cunoaștem, nu ar permite eventuale subterfugii. Ar fi eventual comunicări nestandard. Nu e ca și cum trimit un sms din gaura neagră, ci, eventual, comunicări prin dimensiuni în plus, un univers care are mai multe dimensiuni, și eu folosesc aceste extra dimensiuni pentru a trimite mesaje în exteriorul găurii negre, cum se întâmplă în film.
Rep: Sunshine -Soarele nostru moare, iar o echipa se îndreaptă spre astru ca să-l repornească cu o bomba nucleară uriașă. E o tema pe care o tot regăsim. Cât de departe de realitate e ideea?
Cătălina Curceanu: Depinde cât de puternică este această bombă nucleară. Teoretic, pare cu adevărat imposibil, pentru că noi, de pe o planetă infimă, avem o energie infimă față de cea a Soarelui. Pare un lucru cu totul și cu totul nerealist. Depinde care ar fi sursa de energie pe care am putea să o folosim, însă aș îndrăzni să spun că, la ora actuală, pare mai mult un fiction, decât un science-fiction. Există imposibilitatea practică de a menține Soarele în funcțiune, care este un sistem enorm, și mult mai mare decât ne putem noi imagina.
Rep: Star Trek, Războiul Stelelor, dar și Donald Trump cu flota lui stelară :) Raza tractoare sau super laserul care doboară nave din înaltul cerului.
Cătălina Curceanu: Da, așa ceva ar fi posibil. Lasere de mare putere, eventual nu un singur laser, ci mai multe care ar trimite fascicolul convergent spre un singur punct, nu este un science fiction, ci o realitate. Dacă cineva are intenția să realizeze un astfel de sistem, rămâne la nivelul politicii. Din punct de vedere teoretic, și aș îndrăzni să zic chiar și practic, dacă ai o baterie de lasere de mare putere, care-și trimit fascicolul concentrat, spre un anumit obiectiv, este posibil acest lucru. (n.r. vezi mai multe răspunsuri în materialul video)
Sir Roger Penrose (n. 8 august 1931 Colchester, Regatul Unit) este un matematician și fizician englez, profesor emerit de matematică la Universitatea Oxford. A fost distins cu Ordinul de Merit al Regatului Unit și este membru al Societății Regale. Este renumit pentru contribuțiile sale în domeniul fizicii matematice, relativității generale și cosmologiei. Pe lângă acestea, își dedică timpul și matematicii recreative și filozofiei. Este fiul omului de știință Lionel S. Penrose și al lui Margaret Leathes, frate al matematicianului Oliver Penrose și al șahistului Jonathan Penrose.
7
9
