ვისზე გიყვებით

ოცდამეერთე საუკუნემ ნათლად დაგვანახა, რომ დღეს მსოფლიოში ერთ-ერთ უდიდეს გამოწვევას ტერორიზმი წარმოადგენს. მიუხედავად ომებისა თუ პანდემიისა, პლანეტის მოსახლეობა სწრაფად განაგრძობს მატებას, რაც განსაკუთრებით მნიშვნელოვანს ხდის უსაფრთხოების ზომების მიღებას ისეთ ხალხმრავალ ადგილებში, რომლებიც მარტივად შეიძლება იქცეს ტერორისტების სამიზნედ.

ამ პრობლემის გადაჭრას ემსახურება ქართველი მეცნიერის, ბაჩანა ლომსაძის მეთოდი, რომელიც დროის ძალიან მოკლე შუალედში, ასაფეთქებელი და მომწამლავი ნივთიერებების დისტანციურად დაფიქსირების საშუალებას იძლევა. 2020 წელს აშშ-მ ამ მეთოდის პატენტი გამოსცა.

ამ სტატიაში სწორედ ბაჩანა ლომსაძეზე მოგიყვებით, რომელმაც 35 წლის ასაკში სამეცნიერო სფეროში მოახერხა თავის დამკვიდრება, ლაზერულ სპექტროსკოპიაში ახალი მეთოდი აღმოაჩინა და სანტა კლარას უნივერსიტეტში საკუთარი ლაბორატორიაც კი გახსნა. მისი მეთოდი 2017 წლის საუკეთესო ნამუშევრად დასახელდა და უკვე დაპატენტდა აშშ-ში. მეცნიერი რამდენიმე სამეცნიერო ჟურნალის კოლეგიის წევრია, მისი თანაავტორობით გამოიცა რამდენიმე წიგნი ლაზერების დარგში, მას ხშირად იწვევენ მაღალრეიტინგული ჟურნალების რეცენზენტად და საერთაშორისო სამეცნიერო კონფერენციის სექციის თავმჯდომარედ. მის სტატიებს შეხვდებით ისეთ პრესტიჟულ სამეცნიერო ჟურნალებში, როგორებიცაა Science და Nature.

ხელოვნებიდან ფიზიკამდე

ბაჩანა გვიყვება, რომ ბავშვობაში ძალიან ცნობისმოყვარე იყო და ყოველთვის აინტერესებდა გარემოში მომხდარი მოვლენები და მათი გამომწვევი მიზეზები, ამიტომ სახლის პირობებში ხშირად ატარებდა ხოლმე მარტივ ცდებს, აწყობდა ელექტრულ წრედებს და საყოფაცხოვრებო ტექნიკის შეკეთებაც ეხერხებოდა. თუმცა, ამ დროს ჯერ არ იცოდა, თუ რომელ პროფესიას აირჩევდა მომავალში. ტექნიკური საგნებისადმი ღრმა ინტერესის მიუხედავად, არანაკლებ უყვარდა ხელოვნებაც. როგორც თვითონ გვიყვება, სკოლის პერიოდში მუსიკალური შვიდწლედი დაამთავრა, ათი წლის მანძილზე ეროვნულ ცეკვებზე დადიოდა და მონაწილეობდა საერთაშორისო ფესტივალებშიც. გარდა ამისა, სპექტაკლებში მთავარ როლებს ასრულებდა და თავიდან მსახიობობაზეც კი ფიქრობდა. მოგვიანებით მისი მიზნები რადიკალურად შეიცვალა.

"სკოლაში სწავლის დროს ჟურნალში ფიზიკა და მათემატიკა სკოლაში ჩემი პირველი სტატია გამოვაქვეყნე. ამის შემდეგ დავიწყე მონაწილეობის მიღება ფიზიკისა და მათემატიკის სასკოლო და რესპუბლიკურ ოლიმპიადებში, სამეცნიერო კონფერენციებში, რასაც წარმატებით ვართმევდი თავს და სიგელებსა და ჯილდოებსაც ვიღებდი. ამ ყველაფერმა კი იმდენად მომხიბლა, რომ გადავწყვიტე ფიზიკოსობა ჩემ მომავალ საქმიანობად მექცია".

სკოლის დამთავრების შემდეგ თსუ-ში ფიზიკის ფაკულტეტზე ჩააბარა. როგორც თვითონ გვიყვება, უნივერსიტეტში საკმაოდ საფუძვლიანი და ღრმა თეორიული ცოდნა მიიღო, რამაც დიდი წვლილი შეიტანა შემდგომში მის კარიერულ განვითარებაში. უნივერსიტეტში სწავლის პერიოდში ის ივანე ჯავახიშვილისა და მიხეილ ნოდიას სახელობის სტიპენდიებსაც იღებდა, იყო სტუდენტთა და ასპირანტთა კონფერენციების გამარჯვებული. ამავე პერიოდში მონაწილეობდა ლაბორატორიულ კვლევებში, რაც ექსპერიმენტატორისთვის საჭირო უნარების შეძენაში დაეხმარა.

"ბაკალავრიატზე სწავლისას ჩართული ვიყავი ლაბორატორიულ კვლევებში, რომლის ფარგლებშიც ექსპერიმენტულ გაზომვებსა და მონაცემთა დამუშავებაში ვიღებდი მონაწილეობას. უნივერსიტეტისა და რუსთაველის ფონდის ფინანსური მხარდაჭერით ვმონაწილეობდი საერთაშორისო სამეცნიერო კონფერენციებში, რამაც მომცა საშუალება, ადგილზევე გავცნობოდი მსოფლიოს წამყვან სამეცნიერო ჯგუფებში მიმდინარე კვლევებს".

ახალი მეთოდის აღმოჩენა ლაზერულ სპექტროსკოპიაში და აშშ-ში გამოცემული პატენტი

ბაკალავრიატზე სწავლის პერიოდში ბაჩანა ლაზერული სპექტროსკოპიით და მისი გამოყენებით დაინტერესდა როგორც ფუნდამენტურ, ასევე პრაქტიკულ კვლევებში. ამ მიმართულების შესწავლის მიზნით მან 2008 წელს აშშ-ს კანზასის სახელმწიფო უნივერსიტეტში სადოქტორო პროგრამაზე ჩააბარა და სრული დაფინანსება მიიღო. აქვე დაიწყო მუშაობა მეთოდზე, რომელიც ატომებისა და მოლეკულების გაცივებას და, იმპულსის მქონე ლაზერების გამოყენებით, 1 ფემტო წამში (10^-15 წმ) მათი დინამიკისა და თვისებების შესწავლას მოიცავდა. როგორც თვითონ აღნიშნავს, ასეთი კვლევის მეთოდის შექმნა განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია კვანტური კომპიუტერების განვითარებისთვის. 2012 წელს მან პროექტი დაასრულა და დოქტორის ხარისხი მიიღო.

"შექმნილი მეთოდის სრულყოფისთვის ჯერ კოლორადოს უნივერსიტეტსა და მასთან არსებულ ასტროფიზიკის ლაბორატორიების ინსტიტუტში — JILA-ში მიმიწვიეს, შემდეგ კი მიჩიგანის უნივერსიტეტში. ამ სასწავლო და სამეცნიერო ცენტრებში მუშაობისას აღმოვაჩინე ახალი მეთოდი ლაზერულ სპექტროსკოპიაში. მისი საშუალებით შესაძლებელი გახდა ფიზიკისა და ქიმიის ფუნდამენტურ კვლევებში ისეთი პრობლემების გადაჭრა, რომელთა ამოხსნა აქამდე ვერ ხერხდებოდა. ამ მეთოდის შესახებ არაერთ პრესტიჟულ ჟურნალში დაიწერა, ჟურნალმა Optics and Photonics News იგი 2017 წლის საუკეთესო ნამუშევრად დაასახელა, აშშ-მ კი მისი პატენტიც გამოსცა".

ასეთი წარმატებების შემდეგ სამეცნიერო წრეებში ბაჩანას მიმართ ინტერესი გაიზარდა. მას ხშირად იწვევენ მაღალრეიტინგული ჟურნალების რეცენზენტად და არაერთი საერთაშორისო სამეცნიერო კონფერენციის სექციის თავმჯდომარედ.

"თავს ბედნიერად ვთვლი იმით, რომ ჩემს ასაკში უკვე მსოფლიოს წამყვანი მეცნიერები ჩემი სფეროს ექსპერტად მიმიჩნევენ", — ამბობს ის.

როგორც თვითონ ყვება, დოქტორის ხარისხის მიღებისა და პოსტდოკად მუშაობის შემდეგ, ადამიანმა ან აკადემიური მიმართულებით უნდა გააგრძელოს მუშაობა, რაც ძალიან რთული, თუმცა ასევე საკმაოდ საპატიო საქმიანობაა, ან ინდუსტრიაში უნდა დაიმკვიდროს ადგილი — ეს ფინანსური უზრუნველყოფის მხრივ უკეთესი არჩევანია. რა თქმა უნდა, რაც უფრო პრესტიჟულია საგანმანათლებლო დაწესებულება, მით უფრო რთულია იქ ადგილის მოპოვება.

"იმ პერიოდში, შესაძლოა, ცოტა ამბიციური ნაბიჯი იყო ჩემი მხრიდან სილიკონ ველიზე და იქ არსებულ აღიარებულ უნივერსიტეტში ბედის ცდა, თუმცა, ჩემი იმდროინდელი მიღწევები სხვა მეცნიერებისთვის ღირსეული კონკურენციის გაწევის საშუალებას მაძლევდა. ხანგრძლივი შესარჩევი პერიოდის და მკაცრი კონკურენციის შემდეგ, სილიკონ ველიზე, სანტა კლარას უნივერსიტეტის პროფესორი გავხდი. აქვე გამიხსნეს საკუთარი კვლევითი ლაბორატორია — Lomsadze Lab".

დღეს მეცნიერებასა და ტექნოლოგიებში ლაზერების გამოყენება მზარდ ხასიათს იძენს, რაც ამ მიმართულებას განსაკუთრებით პოპულარულს ხდის და განაპირობებს მსოფლიო წამყვან სამეცნიერო ჯგუფებში ამ მიმართულების კვლევებში ძლიერ კონკურენციას.

"ჩემ მიერ შექმნილი ახალი ლაზერული მეთოდის საშუალებით შევძელი მოლეკულებისა და ნახევარგამტარული ნივთიერებების სტრუქტურის, თვისებებისა და დინამიკის შესწავლა რეკორდულად მაღალი სიზუსტით. მეტიც, ამ მეთოდს დიდი პერსპექტივა აქვს პრაქტიკულ გამოყენებაში — კერძოდ, მისი გამოყენებით შესაძლებელი იქნება ასაფეთქებელი და მომწამლავი ნივთიერებების აღმოჩენა დისტანციურად, დროის ძალიან მოკლე შუალედში (წამის მეათედში), რაც განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ხალხმრავალი თავშეყრის ადგილებში".

ყველაფერთან ერთად, ბაჩანა რამდენიმე სამეცნიერო ჟურნალის კოლეგიის წევრია, რამდენიმე წიგნის თანაავტორია ლაზერების დარგში, მისი სტატიები გამოქვეყნებულია ისეთ საყოველთაოდ აღიარებულ ჟურნალებში, როგორებიცაა Science, Nature და ა.შ.

განსხვავება ამერიკულ და ქართულ განათლებას შორის

როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ბაჩანას აზრით ფიზიკის მიმართულებით თსუ-ში საკმაოდ საფუძვლიანი ცოდნის მიღებაა შესაძლებელი და ამ მხრივ ეს უნივერსიტეტი არაფრით ჩამოუვარდება აშშ-ს უნივერსიტეტებს.

"თსუ-ში მიღებული ცოდნით უპრობლემოდ შევძელი ამერიკის სადოქტორო პროგრამაზე სწავლის გაგრძელება და რამდენიმე საგნის წინმსწრებით ჩაბარება, კურსის გავლის გარეშე. თუმცა, იმავეს ვერ ვიტყვი პრაქტიკულ სამუშაოებზე. ამ მხრივ საქართველოში არც ისე კარგი მდგომარეობაა, რაც, რა თქმა უნდა, დაფინანსებას უკავშირდება. ვფიქრობ, რომ თსუ-ში არსებული აღჭურვილობა და ამ მხრივ გამოყოფილი დაფინანსება საკმარისი არაა იმისთვის, რომ ბაკალავრიატის სტუდენტებმა სამეცნიერო სამუშაოებში მოახერხონ ჩართვა და ლაბორატორიული სამუშაოებით გაიმყარონ თეორიულად მიღებული ცოდნა. იგივე შეიძლება ითქვას სამაგისტრო და სადოქტორო პროგრამებზეც".

ქართველი მეცნიერის აზრით ამ ორ ქვეყანაში სწავლების მეთოდებს შორის დიდი განსხვავება არაა. თუმცა, მისი თქმით, აშშ-ში არსებობს უნივერსიტეტები, სადაც, თსუ-სგან განსხვავებით, პრაქტიკული და ლაბორატორიული სამუშაოები გაერთიანებულია და სტუდენტები ამოცანის ამოხსნის შემდეგვე ატარებენ პრაქტიკულ ექსპერიმენტებს. ბაჩანას აზრით, ეს მიდგომა სტუდენტს საკითხის უკეთ ათვისებაში ეხმარება და ამ ყველაფრის პრაქტიკულ გამოყენებაზე დააფიქრებს, რაც ძალიან მნიშვნელოვანია.

"ასევე აღვნიშნავდი დახმარების საათებს აშშ-ს უნივერსიტეტებში, რომლის დროსაც, დღის ნებისმიერ მონაკვეთში, ბაკალავრიატის სტუდენტებს შეუძლიათ სპეციალურად გამოყოფილ 4-5 დოქტორანტს მიმართონ და ამა თუ იმ საკითხში სთხოვონ დახმარება. ამ ქვეყანაში ასევე დიდი ყურადღება ექცევა ღია კარის დღეებს, რომელიც მოიცავს კვლევითი ლაბორატორიის დათვალიერებასაც. ეს ყველაფერი სკოლის მოსწავლეებსა და ბაკალავრიატის სტუდენტებს მომავალი პროფესიის თუ მათთვის საინტერესო სამეცნიერო მიმართულების არჩევაში ეხმარება".

ფიზიკოსი ფიქრობს, რომ უნივერსიტეტში ექსპერიმენტული ბაზის განახლებისა და ლაბორატორიების თანამედროვე ხელსაწყოებით აღჭურვის შემთხვევაში, საქართველოში მიღებული განათლება ამ მიმართულებით სრულებით საკმარისი იქნება სამეცნიერო და ტექნოლოგიურ ბაზარზე ადგილის დამკვიდრებისთვის.

მეცნიერის ერთი სამუშაო დღე

როგორც ბაჩანა გვიყვება, აშშ-ში პროფესორის თანამდებობის შენარჩუნება მარტივია იმ თვალსაზრისით, რომ აქ მოვალეობის განხორციელებისთვის ხელისშემშლელი ფაქტორები არ არსებობს, თუმცა, მეორე მხრივ, მიღებული თანამდებობა და მხოლოდ ეპიზოდური წარმატებული საქმიანობა ამ თანამდებობის მუდმივად შენარჩუნების გარანტიას არ იძლევა.

"მუშაობის ყოველი დღე დიდ პასუხისმგებლობასთანაა დაკავშირებული და ყველაფერი მკაცრად განსაზღვრულ ჩარჩოებშია მოქცეული. ჩემი საქმიანობა სანტა კლარას უნივერსიტეტში ლექციის მომზადებას, მის ჩატარებას, დახმარების საათებში სტუდენტებთან ურთიერთობას, ფაკულტეტის შეხვედრებზე მონაწილეობას და კიდევ სხვა საქმეებს მოიცავს".

პანდემიამ ფიზიკოსის საქმიანობაზეც მოახდინა უარყოფითი გავლენა. მისი აზრით, სწავლების ონლაინ რეჟიმი არაფრით უტოლდება სააუდიტორიო ლექციებს და საბუნებისმეტყველო მეცნიერებების სტუდენტებისთვის ლაბორატორიული სამუშაოების ასეთ რეჟიმში ჩატარება საკმაოდ არაეფექტიანია. გარდა ამისა, პანდემიამ შეზღუდა სტუდენტთა ჩართვა კვლევით საქმიანობებში. ეს გამოწვევები კი პროფესორისგან კიდევ უფრო მეტ ძალისხმევას მოითხოვს, თუმცა, მისი ვარაუდით, აშშ-ში მიმდინარე წლის შემოდგომის სემესტრიდან ლექციები და კვლევები ძველებურად, უნივერსიტეტში ჩატარდება.

რა ხდება Lomsadze Lab-ში

დღეს Lomsadze Lab-ში მიმდინარე სამეცნიერო პროექტები ძირითადად ფუნდამენტურ კვლევებს უკავშირდება — აქ სხვადასხვა ნივთიერებების დინამიკასა და სტრუქტურებს უმაღლესი სიზუსტით სწავლობენ. ტარდება გამოყენებითი ხასიათის კვლევებიც მედიცინის ისეთი პრობლემების გადასაჭრელად, როგორიცაა ბიოლოგიურ ქსოვილებში დაავადებული უჯრედების ამოცნობა. ტარდება სისტემური კვლევები ბაჩანას მიერ გამოგონილი მეთოდით. ორი წლის წინ ბაჩანას და მისი ჯგუფის კვლევამ "სწრაფი და მაღალი გარჩევადობის ჰიპერსპექტრული ვიზუალიზაცია სიხშირული სავარცხლების გამოყენებით" ამერიკის ეროვნული სამეცნიერო ფონდის სამწლიანი დაფინანსება მიიღო.

ცოტა ხნის წინ ბაჩანამ სანტა კლარას უნივერსიტეტში ახალი სალექციო კურსი — "ფიზიკა და ტექნოლოგია მომავალი ლიდერებისთვის" დანერგა, რომლის მიზანი უნივერსიტეტის არატექნიკური სფეროს სტუდენტებისთვის ისეთი მნიშვნელოვანი საკითხების სწავლებაა, როგორებიცაა კლიმატის ცვლილება, ენერგიის წყაროები, ახალი ტექნოლოგიები და ა.შ. ბაჩანა ფიქრობს, რომ ეს ყველაფერი მათ მომავალში საქმიანი გადაწყვეტილებების მიღებისას მეცნიერული მიდგომისა და მსგავსი პრობლემების გათვალისწინებაში დაეხმარება.

რჩევები ქართველ ახალგაზრდებს

"ქართველ ახალგაზრდებს ამ სფეროში წარმატების მისაღწევად ვურჩევდი, ბაკალავრიატის საფეხურიდანვე დაინტერესდნენ ლაბორატორიული კვლევებით და შეძლებისდაგვარად ჩაერთონ ექსპერიმენტულ გაზომვებში. ასევე, მიიღონ მონაწილეობა კონკურსებსა და კონფერენციებში. ასეთი მიდგომა მათ მეცნიერებაში თავის დამკვიდრებას გაუადვილებს. გარდა ამისა, ვურჩევდი, ადრეული ეტაპიდანვე დაიწყონ პროგრამული ენების შესწავლა, რომელთა ცოდნის გარეშე დღეს მეცნიერებაში მოღვაწეობა წარმოუდგენელია".

ბოლოს კი ბაჩანა გვიყვება, რომ დიდი სურვილი აქვს, უცხოეთში მიღებული განათლება და გამოცდილება ქართველ ახალგაზრდებს ონლაინ ლექციებით გაუზიაროს, შემდგომში კი კავშირი გაფორმდეს საქართველოს უნივერსიტეტებსა და სანტა კლარას უნივერსიტეტს შორის სტუდენტების გაცვლით პროგრამებში ჩართვის მიზნით. ახალგაზრდა მეცნიერის აქტიური საქმიანობიდან გამომდინარე კი, მომავალში მისგან ბევრ საინტერესო სიახლეს უნდა ველოდოთ.