Τετάρτη, 31 Οκτωβρίου 2018

Σπύρος Μιχαλάκης : Κβαντική Φυσική και Blockbuster

Σπύρος Μιχαλάκης : Κβαντική Φυσική και Blockbuster | tovima.gr

Από το Κολλέγιο Αθηνών στο MIT της Βοστώνης και από το «κβαντικό φαινόμενο Hall» στις χολιγουντιανές παραγωγές της Marvel με την ιδιότητα του επιστημονικού συμβούλου, η πορεία του 38χρονου ερευνητή φυσικομαθηματικού διαγράφεται σταθερά ανοδική.


Γράφει η Μαριλένα Αστραπέλου

 Όταν ήταν μικρός, ο Σπύρος Μιχαλάκης δεν διάβαζε κόμικς. 

Δεν γνώριζε λοιπόν τη Marvel, ούτε ότι υπήρχε, ήδη από το 1976, ένα μέρος που είχε δημιουργήσει η εκδοτική εταιρεία και λεγόταν Μicroverse, δηλαδή ένα μικροσκοπικό σύμπαν όπου τοποθετείτο η πλοκή των απίθανων ιστοριών του αθάνατου ήρωα Prince Wayfinder και για το οποίο είχε γίνει για πρώτη φορά αναφορά σε ένα τεύχος του «Captain America» το 1943. 

Θα το μάθαινε για τα καλά δύο δεκαετίες αργότερα, όταν η Marvel Studios θα τον καλούσε στα κινηματογραφικά πλατό Pinewood της Ατλάντα το 2014 προκειμένου να της δανείσει τα φώτα του σε μια νέα της παραγωγή. 

Η ταινία ήταν o «Ant-Man», o Ανθρωπος-Μυρμήγκι (2015) και πρωταγωνιστής της ο Πολ Ραντ. Σύσσωμο τo επιτελείο της Marvel μαζί με τον ηθοποιό αλλά και συν-σεναριογράφο Ραντ τον ήθελαν για να δημιουργήσει ένα νέο μικροπεριβάλλον με άλλο όνομα ειδικά για την ταινία. 

«Ε, τότε εγώ τους μίλησα για το Quantum Realm (το κβαντικό βασίλειο). Είναι κι αυτό ένα μικροσύμπαν, όπως το Microverse, αλλά διαθέτει δύο πολύ σημαντικές διαφορές. 

Ενώ το Μicroverse υφίσταται στο εκατομμύριο του μέτρου, το Quantum συμβαίνει στο τρισεκατομμύριο του μέτρου. Σε αυτό έχεις κβαντομηχανικά φαινόμενα που εμφανίζονται για πρώτη φορά. Στο παρελθόν, το Μicroverse δεν είχε καμία σχέση με την κβαντομηχανική, ήταν απλώς ένα μέρος στον κόσμο που όλοι ήταν απλώς μικρότεροι. Στο Quantum Realm αποκτάς και υπερδυνάμεις, όπως βλέπουμε στο «Ant-Man». 

Αυτό ήταν δική μου ιδέα. Συνοπτικά, είναι ακόμη πιο μικρό και πιο περίπλοκο και πιο όμορφο και πολύ πιο ενδιαφέρον» εξηγεί ο φυσικός μαθηματικός Μιχαλάκης, ο οποίος είναι επιστημονικός σύμβουλος σε ταινίες του Χόλιγουντ. 

Δηλαδή θα μπορούσε η επιστήμη να καταστήσει δυνατή τη δημιουργία ενός τέτοιου σύμπαντος; «Δεν θα μπορούσε, γιατί ο χώρος μεταξύ των σωματιδίων δεν είναι τόσο μεγάλος ώστε να είναι εφικτή μια τέτοια σμίκρυνση. Οταν γίνεσαι τόσο μικρός, χάνεις την ατομικότητά σου. Γιατί αρχίζεις και χάνεις τη σχέση σου με το περιβάλλον γύρω σου, πράγμα που σημαίνει ότι ο χώρος και ο χρόνος που σε κρατούν σε αυτή τη στιγμή εξαφανίζονται. Οταν εξαφανίζονται αυτά, εξαφανίζονται και οι σχέσεις μεταξύ των δικών σου  μορίων, οπότε είσαι περισσότερο ένα νέφος πιθανοτήτων» εξηγεί με μια πολύ ελαφρά υποψία αμερικανικής προφοράς στη φωνή του.

Ο Spyridon ή Σπύρος Μιχαλάκης είναι όμως 100% Ελληνας. 

Γεννήθηκε το 1980 στα Σπάτα, σε μια οικογένεια με τρία αγόρια τα οποία μετά τη φοίτησή τους στο Κολλέγιο Αθηνών έφυγαν κατευθείαν για σπουδές στις ΗΠΑ και στο ΜΙΤ. 

Oι σπουδές του μεσαίου στη σειρά Σπύρου ήταν πάνω στην Επιστήμη Υπολογιστών και στα Μαθηματικά. 

To επακόλουθο διδακτορικό στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Ντέιβις (UC, Davis) όπου οδηγήθηκε χάρη στις σπουδές της κοπέλας του, ήταν πάνω στην κβαντομηχανική των υπολογιστών αλλά και στη μαθηματική φυσική. 

Κοινώς, πάνω στο «πώς τα μαθηματικά μπορούν να εξηγήσουν το σύμπαν και τους νόμους της φύσης πέρα από συγκεκριμένα μοντέλα φυσικής» όπως εξηγεί. 

Η Καλιφόρνια και συγκεκριμένα το Λος Αντζελες, όπου πλέον ο Μιχαλάκης είναι ερευνητής στο Institute for Quantum Information and Matter στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Καλιφόρνια (Caltech), είναι και η Μέκκα του κινηματογράφου με χιλιάδες «προσκυνητές»-εργαζομένους που μπορεί να γνωρίσεις σε ένα δείπνο και να σου ανοίξουν εντελώς τυχαία τις πύλες της. 

Κάπως έτσι, μιλώντας για τη ζωή και την επιστήμη στο UC Davis, ο Μιχαλάκης έπεσε σε έναν γνωστό τού Εντ Σόλομον, σεναριογράφου της ταινίας «Men in Black», που σκέφτηκε ότι θα είχε ενδιαφέρον να τους γνωρίσει. Ο, σύντομα φίλος του, Σόλομον, με τον οποίο συνεργάστηκαν στο σενάριο της ταινίας «Η συμμορία των μάγων 2», τον γνώρισε στη Σάρον Στόουν, στον Κιάνου Ριβς και σε άλλα υπέρλαμπρα αστέρια του Χόλιγουντ. 

Παράλληλα, o Σον Κάρολ, καθηγητής στο Caltech, τον σύστησε με ορισμένους πολύ σημαντικούς ανθρώπους. 

Γνώριζε από πρώτο χέρι πώς γίνεται η συμβουλευτική πάνω σε θέματα επιστήμης στο Χόλιγουντ, δεδομένου ότι η γυναίκα του ήταν η πρώτη διευθύντρια του Science & Entertainment Exchange, που ιδρύθηκε από την Εθνική Ακαδημία Επιστημών των ΗΠΑ (United States National Academy of Science, NAS) το 2008 για να φέρνει σε επαφή επιστήμονες και Χόλιγουντ.

Σήμερα ο Μιχαλάκης είναι πολύ γνωστός στους δημιουργούς της βιομηχανίας του θεάματος. Σκηνοθέτες όπως ο Τζέιμς Κάμερον ή σεναριογράφοι όπως ο Πολ Ραντ, όταν θέλουν βοήθεια με την αληθοφάνεια κάποιου σεναρίου απευθύνονται σε αυτόν. 

Εφέτος επανήλθε με την ταινία «Ο Ant-Man και η σφήκα», όπου ο Πολ Ραντ αυτή τη φορά δεν συρρικνώνεται αλλά γίνεται και γιγάντιος, ενώ είναι επιστημονικός σύμβουλος και στο «Captain Marvel» (2019) των Αννα Μπόντεν και Ράιαν Φλεκ, όπου επανεμφανίζεται με κάποιον τρόπο το Κβαντικό Βασίλειο. Η Δυτική Ακτή ταιριάζει στον Σπύρο Μιχαλάκη.

Το «κβαντικό φαινόμενο Hall»

Στην ηλιόλουστη Καλιφόρνια ξέφυγε από το κρύο του ΜΙΤ και της Βοστώνης και βρήκε λίγο από το κλίμα της Ελλάδας. Το κυριότερο, όμως, είναι ότι βρήκε τις ιδανικές συνθήκες για να τελειώσει το διδακτορικό του το 2008 και έναν χρόνο μετά να λύσει – σε συνεργασία με τον ερευνητή της Microsoft Μάθιου Χέιστινγκς – «ένα από τα σημαντικότερα προβλήματα της χιλιετίας»: έναν γρίφο που σχετίζεται με το περίφημο κβαντικό φαινόμενο Hall. «Σχεδόν κανείς δεν ξέρει ότι είναι το πιο σημαντικό πρόβλημα φυσικής τον τελευταίο αιώνα, για το οποίο έχουν δοθεί επτά Noμπέλ μέχρι στιγμής σε όσους επιστήμονες συνέβαλαν στην κατανόησή του» εξηγεί ο Μιχαλάκης. Γιατί, καλή η Marvel, η Σάρον Στόουν και τα κόκκινα χαλιά, όμως ο ίδιος είναι ένας επιστήμονας αξιώσεων. 

Τι είναι, όμως, το κβαντικό φαινόμενο Hall;
Η ιστορία του συγκεκριμένου φαινομένου ξεκινάει το 1879 όταν πρωτοέγινε γνωστό ως «Φαινόμενο Hall».

 Είχε πάρει δηλαδή το όνομα του αμερικανού φυσικού Εντουιν Χολ, ο οποίος είχε διαπιστώσει ότι όταν τοποθετούσε την επιφάνεια ενός παραλληλόγραμμου λεπτού φύλλου χρυσού ή κάποιου άλλου μετάλλου σε ορθή γωνία μέσα σε ένα μαγνητικό πεδίο και άφηνε να κυκλοφορήσει ηλεκτρικό ρεύμα από τη μία πλευρά του στην άλλη, τότε αναπτυσσόταν ηλεκτρική τάση ανάμεσα στις άλλες δύο πλευρές του. 

Το μαγνητικό πεδίο εξωθούσε δηλαδή τα φορτισμένα σωματίδια προς μία από τις δύο άλλες πλευρές.

 Γιατί, όμως, συνέβαινε αυτό το φαινόμενο; 

Το πρώτο Νομπέλ δόθηκε στον Γερμανό Κλάους φον Κλίτσινγκ το 1985 ο οποίος προσπάθησε να το εξηγήσει και ανακάλυψε με τη σειρά του το κβαντικό φαινόμενο Χολ. Γιατί το αρχικό φαινόμενο Χολ είχε δείξει ότι η ροή ηλεκτρονίων προς μία από τις δύο πλευρές του αγωγού γινόταν πιο έντονη όσο η δύναμη του μαγνητικού πεδίου αυξανόταν. Στο κβαντικό όχι μόνο τα ηλεκτρόνια άλλαζαν πορεία λόγω του μαγνητικού πεδίου, αλλά και η ένταση της ροής τους άλλαζε με αλλόκοτο τρόπο πολλαπλά ανάλογο με μία από τις σημαντικότερες σταθερές της φύσης.

Tο 1998 δόθηκαν άλλα τρία Νομπέλ (στους Αμερικανούς Ρόμπερτ Μ. Λάφλιν και Ντάνιελ Τσι Τσούι και στον Γερμανό Χορστ Λούντβιχ Στέρμερ) «για την ανακάλυψη μιας νέας μορφής κβαντικού ρευστού με ελαφρώς φορτισμένες διεγέρσεις» και το 1999 το συγκεκριμένο φαινόμενο συμπεριλήφθηκε στη λίστα των άλυτων προβλημάτων μαθηματικής φυσικής για τη νέα χιλιετία

Το 2016 άλλοι τρεις επιστήμονες (οι Ντέιβιντ Θούλες, Ντάνκαν Χάλντεϊν και Τζον Μ. Κόστερλιτς) προχώρησαν στην περαιτέρω κατανόησή του και πήραν κι εκείνοι Νομπέλ Φυσικής. 

Αλλά το μυστήριο του φαινομένου Χολ παρέμενε. 

«Τo πρόβλημα ήταν ότι όλη η έρευνα που οδήγησε στα Νoμπέλ στηρίχθηκε σε δύο θεμελιώδεις υποθέσεις για τη δημιουργία του θεωρητικού μοντέλου του κβαντικού φαινομένου Χολ. 

Η μία από αυτές προέκυψε ότι ήταν λάθος και η άλλη μη ρεαλιστική. 

Η πρόκληση ήταν να διαψεύσεις τις δύο εικασίες αποδεικνύοντας ταυτόχρονα ότι το κβαντικό φαινόμενο Χολ υφίσταται».

Αρα μπορεί να δούμε κάποτε τον Μιχαλάκη να βραβεύεται από τη Σουηδική Βασιλική Ακαδημία των Επιστημών; 

«Ας ελπίσουμε» λέει γελώντας. Θα το δούμε τα επόμενα χρόνια, μιας και οι βραβεύσεις Νομπέλ αφορούν δουλειά που έχει γίνει στο παρελθόν. Για παράδειγμα, οι Τσούι, Στέρμερ και Λάφλιν πήραν το βραβείο για έρευνα που είχε επιφέρει τα ρηξικέλευθα αποτελέσματα 16 χρόνια πριν από την αναγνώρισή τους.

Ο,τι και να γίνει, η λύση του προβλήματος θα έχει θεαματικές συνέπειες στην εξέλιξη της επιστήμης, αν και σε αυτή την περίπτωση δεν πρέπει να περιμένουμε να το πάρουμε είδηση αύριο-μεθαύριο. 

«Είναι σαν να ρωτούσαν πριν από 70 χρόνια, μετά τη δημιουργία του πρώτου ηλεκτρονικού υπολογιστή: «Τι εφαρμογές θα μπορούσε να έχει άραγε;»» λέει ο Μιχαλάκης και συνεχίζει. 

«Το φαινόμενο είναι εφαρμόσιμο στους ηλεκτρονικούς υπολογιστές που βασίζονται στην κβαντομηχανική (είναι οι λεγόμενοι quantum computers). 

Ακόμη δεν υπάρχουν αυτοί οι υπολογιστές. 

Η Microsoft και η Google δουλεύουν πάνω στη δημιουργία τους. 

Οταν τους αποκτήσουμε, σε πέντε με δέκα χρόνια, θα μπορούμε να λύσουμε προβλήματα που υπήρξαν άλυτα μέχρι τώρα. Οπως, για παράδειγμα, πώς να δημιουργήσουμε ένα φάρμακο που θα βοηθήσει στη θεραπεία του καρκίνου. 

«Δεδομένου ότι ουσιαστικά τα μόρια είναι κβαντομηχανικά, οι κβαντικοί υπολογιστές μπορούν εκ των πραγμάτων να εξομοιώσουν τις δυναμικές σχέσεις των χημικών διαδικασιών. Αυτό σημαίνει ότι θα μπορούμε να εξομοιώσουμε πώς τα φάρμακα διαδρούν με μεγάλα μόρια, κάτι που έως τώρα είναι αδύνατο να συμβεί, ακόμη και από τους μεγαλύτερους υπερ-υπολογιστές του κόσμου».

Μέχρι να συμβεί και αυτό, ο Μιχαλάκης μπορεί να συνεχίσει να εργάζεται πάνω στη θεωρία των πάντων, όπως κάνει αυτή την εποχή, αλλά να λειτουργεί και ως επιστημονικός σύμβουλος στις ταινίες από το σύμπαν των κόμικς χρησιμοποιώντας τη μαγεία του σινεμά για να συμφιλιώνει μικρούς και μεγάλους με την επιστήμη. 

«Προσπαθώ να φέρω τη μαθηματική σκέψη σε ένα τέτοιο επίπεδο έτσι ώστε η Φυσική και τα Μαθηματικά να γίνουν αόρατα, να μην υπάρχουν. Γιατί η γλώσσα στην οποία εκφράζονται γίνεται ένας τοίχος γύρω από κάποιες έννοιες που είναι πολύ όμορφες, αλλά ο κόσμος τις φοβάται και τις αποφεύγει επειδή σκέφτεται ότι για να τις κατανοήσει θα πρέπει να κάνει πολλή δουλειά, θα πρέπει να μάθει αυτή τη νέα γλώσσα. Προσπαθώ να απλουστεύσω την επιστήμη γι’ αυτούς. Είναι δύσκολο, αλλά είναι και ωραίο».

Κάποιες φορές η επιστήμη μπορεί να μην είναι απόλυτα σωστή μέσα στην ταινία, αλλά, όπως λέει ο ίδιος, αυτό δεν είναι τόσο σημαντικό για τον Μιχαλάκη όσο το να την καταστήσει ενδιαφέρουσα

«Oπως συνέβαινε με το «Star Trek», για παράδειγμα. Η τηλεμεταφορά δεν υπήρχε τότε, ούτε και τώρα υπάρχει, όταν όμως ο καθηγητής μου μού πρότεινε να δουλέψω μαζί του πάνω στην κβαντική τηλεμεταφορά, εγώ είπα: «Τα παρατάω όλα γι’ αυτό»».


Ποιος ξέρει, μπορεί κάπως έτσι να εκκολαφθούν οι επιστήμονες τού αύριο. Εξάλλου, και ο Μιχαλάκης που μεγάλωσε παίζοντας βιντεοπαιχνίδια Street Fighter και Σούπερ Μάριο είχε γοητευτεί όταν είχε δει την ταινία «Jurassic Park» και ήθελε να γίνει «μαθηματικός του χάους, όπως ο Τζεφ Γκόλντμπλαμ». 

Δεν αρκεί, βέβαια, μόνο μια ταινία για να δώσει κατεύθυνση στη ζωή σου. 

Ο Μιχαλάκης, όπως και τα δύο του αδέρφια, εκτός από τις συμμετοχές τους σε μαθηματικές ολυμπιάδες, μεγάλωσαν και μέσα στον αθλητισμό και τον στίβο. 

«Εκεί έμαθα ότι στη ζωή δεν υπάρχει κάτι που δεν μπορείς να κάνεις. Δεν υπάρχουν πράγματα στα οποία δεν μπορείς να εξελιχθείς, γιατί δεν προσπαθείς να γίνεις καλύτερος από κάποιον άλλον, αλλά από τον ίδιο σου τον εαυτό. 

Αυτό είναι το σημαντικό. Και δεν είναι καν ότι προσπαθείς να γίνεις καλύτερος. Το σημαντικό είναι να έχεις κάποιο πάθος σε κάτι και να πεις: «Θέλω να προχωρήσω πιο βαθιά». Ετσι είναι οι nerds είτε συλλέγουν γραμματόσημα, είτε διαβάζουν κόμικς, θέλουν να εμβαθύνουν πέρα από το επιφανειακό, το εύκολο, το γρήγορο».

Πηγή: https://www.tovima.gr/printed_post/spyros-mixalakis-crkvantiki-fysiki-kai-blockbuster/

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου