Artykuł jest częścią cyklu, w którym przybliżane są sylwetki kandydatów i kandydatek z Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach do Śląskiej Nagrody Naukowej 2024.
Specjalizuje się w doświadczalnej fizyce jądrowej i cząstek elementarnych, zajmuje się badaniem odziaływań ciężkich jonów i własności plazmy kwarkowo-gluonowej, kieruje eksperymentem w CERN-ie, gdzie bywa średnio raz w miesiącu, jest dziekanem Wydziału Nauk Ścisłych i Technicznych i przełamuje stereotyp sztywnego i zamkniętego w sobie fizyka. Dr hab. Seweryn Kowalski, prof. UŚ był nominowany do Śląskiej Nagrody Naukowej 2024.
– Jestem fizykiem eksperymentalnym, dlatego najbardziej fascynuje mnie to, gdy przy użyciu odpowiednich urządzeń mogę zobaczyć coś, czego nie widać gołym okiem np. zderzenia jąder atomowych lub nukleonów. Mam satysfakcję ze swojej pracy, dzięki której dokładam małą cegiełkę do zrozumienia podstawowych procesów funkcjonowania natury – podkreśla dr hab. Seweryn Kowalski, prof. UŚ, dziekan Wydziału Nauk Ścisłych i Technicznych Uniwersytetu Śląskiego.
Do CERN-u od… przypadku
Choć dziś prof. Seweryn Kowalski jest zafascynowany fizyką, początek jego studiów tego nie zapowiadał. Na fizykę poszedł bowiem przypadkiem, po niezadawalających wynikach egzaminów wstępnych na medycynę. – W tym czasie trwała jeszcze rekrutacja na fizykę na Uniwersytecie Śląskiem, a że w liceum dobrze się w niej czułem to stwierdziłem, że może warto spróbować. Po pół roku studiów, myśli o medycynie odpłynęły i zacząłem żyć fizyką – opowiada.
Dość szybko zaczął się interesować fizyką cząstek, która zajmuje się badaniem fundamentalnych składników materii oraz oddziaływań zachodzących pomiędzy nimi. Skłoniło go to do zaaplikowania do letniej szkoły Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych (CERN) w Szwajcarii, do której się zakwalifikował po piątym roku studiów. – Wtedy rozpoczęła się moja życiowa przygoda z CERN-em. Bardzo chciałem zostać doświadczalnym fizykiem cząstek elementarnych, ale wówczas nie było takiej specjalności w Instytucie Fizyki Uniwersytetu Śląskiego. Wybrałem więc doświadczalną fizykę jądrową, jako najbliższą temu, co mnie zafascynowało. Wybór ten sprawił, że odsunąłem się od CERN-u – dosłownie i badawczo. Jednakże, po ponad 10 latach wróciłem do CERN – wspomina naukowiec.
Wtedy – w 2010 roku – zaangażował się w eksperyment NA61/SHINE i w krótkim czasie przejął kierowanie pracami zespołu z Instytutu Fizyki Uniwersytetu Śląskiego. – Jako drużyna rozpoczynaliśmy naszą przygodę z CERN-em nie mając jeszcze doświadczenia – posiadaliśmy wiedzę z zakresu fizyki jądrowej, ale nie cząstek elementarnych. Z czasem rozwinęliśmy się i pełniliśmy coraz bardziej odpowiedzialne role. Koordynowaliśmy także cały proces aktualizacji układu detekcyjnego – mówi.
Organizacyjne wyzwania
Prof. Seweryn Kowalski piął się dalej aż w grudniu 2024 r. objął kierownictwo całego eksperymentu (wraz z drugim współkierownikiem prof. Ericem Zimmermanem z University of Colorado Boulder).
Jego obowiązki obejmują nadzór nad codziennym funkcjonowaniem eksperymentu. – Koordynujemy postęp prac zarówno poszczególnych zespołów, jak i całego projektu, dbamy o zbieranie danych, proces publikacyjny oraz finanse. Czuwamy nad realizacją zobowiązań wobec CERN-u, kontrolujemy harmonogram i rezerwacje dostępu do wiązki, a także reprezentujemy nasz eksperyment przed dyrekcją CERN-u – wylicza.
Przyznaje, że kierowanie eksperymentem ma przede wszystkim charakter organizacyjny i zarządzający, ale nie brakuje też aspektu naukowego. – Każdy zespół ma swoją działkę, którą się zajmuje, ale my, jako kierownictwo, musimy uczestniczyć w przebiegu całego procesu i mieć wgląd w analizy wszystkich zespołów. Oczywiście nie jesteśmy specjalistami w każdej dziedzinie, ale musimy być na bieżąco i mieć choć takie ogólne pojęcie, co się dzieje w każdym zespole. Ja też wciąż mam swoją działkę naukową, ponieważ nadal kieruję zespołem, który zajmował się budowaniem części detektorów układu pomiarowego i jego modernizacją, zresztą przeprowadzoną z dużym sukcesem – mówi.
W prace nad eksperymentem zaangażowanych jest około 130 osób z różnych zakątków świata. – Kilka razy w roku spotykamy się osobiście, ale na co dzień współpracujemy online. Jednym z największych wyzwań jest ustalenie godziny spotkania – przy uczestnikach z Europy, Japonii i Hawajów zawsze dla kogoś wypada środek nocy – śmieje się.
Znaleźć klucz do zrozumienia materii
W ramach eksperymentu fizycy badają m. in. plazmę kwarkowo-gluonową. – Jądra atomowe składają się z nukleonów, a nukleony składają się z kwarków. Kwarki są zawsze ze sobą połączone, natomiast istnieje stan materii, który nazywa się plazmą kwarkowo-gluonową i to w nim kwarki uzyskują swobodę. Badamy, w którym momencie, przy jakiej energii, jakich układach i jakich gęstościach to następuje – tłumaczy. I dodaje, że prace idą w dobrym kierunku. – Jesteśmy już bardzo blisko odpowiedzi – podkreśla z zadowoleniem.
Prof. Seweryn Kowalski jest świadomy tego, że w swojej pracy badawczej schodzi do bardzo głębokich poziomów „wtajemniczenia” – w końcu zajmuje się poznaniem najmniejszych znanych dotąd cząstek materii.
– Właśnie to odkrywanie rzeczywistości jest nas, fizyków, najważniejsze. Ale jednocześnie być może ta wiedza znajdzie też kiedyś praktyczne zastosowanie – wskazuje.
Fizyk też pracuje… fizycznie
Odcinając obowiązki organizacyjne z racji kierowania eksperymentem i Wydziałem Nauk Ścisłych i Technicznych, codzienna praca Seweryna Kowalskiego – jako fizyka – w dużej mierze opiera się na pracy przy komputerze i nad analizą danych.
– Podczas eksperymentów zbieramy ogromne ilości danych, czasem są to terabajty, a nawet petabajty, dlatego później musimy je przeanalizować, często samemu programując i tworząc potrzebne do analizy algorytmy. Ale jest i drugi aspekt pracy, czyli budowanie urządzeń pomiarowych – detektorów, które projektujemy, budujemy i testujemy. Czasem wymaga to sporo sił i ciężkiej fizycznej (nomen omen) pracy. I cierpliwości, gdy przykładowo musimy sprawdzić elektronikę i w tym celu przetestować tysiąc kart, wkładanych ręcznie jedna po drugiej. Ale właśnie tę pracę eksperymentalną najbardziej lubię. Ona daje też satysfakcję, kiedy na końcu widzimy efekt w postaci obserwacji fizycznej – opowiada.
Dlatego też tak zafascynował się CERN-em, który jest nie tylko miejscem badań, ale i spotkań.
– CERN to ogromne laboratorium, do którego w zasadzie każdy fizyk może przyjechać i wykonać eksperyment. Ale CERN to coś więcej niż tylko fizyka. Mnie to miejsce nauczyło pokory, ponieważ gdy spotykają się ludzie naprawdę z całego świata, okazuje się, że to, skąd pochodzą, jakiej są narodowości albo wyznania przestaje mieć znaczenie. Tam wszyscy czujemy się równi, pracując na rzecz wspólnego celu, jakim jest poszerzanie wiedzy o prawach przyrody. CERN udowadnia też, że fizycy wcale nie są tacy sztywni, za jakich są postrzegani – w czasie wolnym ludzie tam bawią się i po prostu cieszą się życiem – mówi prof. Seweryn Kowalski.
Nauka bez końca?
A czy, w jego ocenie, nadejdzie kiedyś dzień, gdy będziemy już wiedzieć o fizyce wszystko? – Taki dzień już był, na przełomie XIX i XX wieku. Wtedy fizykom się wydawało, że wiedzą już wszystko. A potem pojawiła się mechanika kwantowa, budowa atomu, promieniotwórczość i znów wszystko się odwróciło. Myślę, że tak długo, jak ludzkość będzie ciekawa zrozumienia świata, tak długo fizycy będą mieli nad czym pracować – podsumowuje prof. Seweryn Kowalski.
| Autorka: Agnieszka Kliks-Pudlik |