VU fizikas dr. Mindaugas Šarpis pelnė prestižinę dotaciją: padės stiprinti Lietuvos kompetencijas dalelių tyrimuose

Vilniaus universiteto (VU) Fizikos fakulteto Fotonikos ir nanotechnologijų instituto mokslininkas, „LHCb Vilnius“ grupės vadovas dr. Mindaugas Šarpis pelnė Europos Sąjungos bendrosios mokslinių tyrimų ir inovacijų programos „Europos horizontas“ ERA podoktorantūros dotaciją (angl. ERA Fellowships). Mokslininko projektui įgyvendinti skirtas beveik 200 tūkst. eurų finansavimas leis stiprinti Lietuvos kompetencijas dalelių fizikoje ir padės pamatus vėlesniems šios srities tyrimams VU.

Viena iš prestižiškiausių Europos dotacijų įgalins dvejus metus truksiantį mokslininko projektą PHANTOM (angl. Pentaquark Hunt by Applying Neutral Track Over-constraint Method), skirtą pentakvarkų (dalelių) paieškai, naudojant specialų metodą. Pasak dr. M. Šarpio, tai paskatins žinių perdavimą iš Europos branduolinių tyrimų organizacijos (CERN) bei LHCb (angl. Large Hadron Collider beauty) eksperimento infrastruktūros į VU ir Lietuvos mokslo bendruomenę.

Šis finansavimas tapo įmanomas dėl naujojo Europos Sąjungos fondų perskirstymo mechanizmo, leidžiančio dalį Europos regioninės plėtros fondo (ERPF) lėšų nukreipti programai „Europos horizontas“. Pasinaudojusi šia galimybe, Lietuva 2024–2025 m. laikotarpiui skyrė 18,5 mln. eurų, kurių dalis gali būti panaudota puikiai įvertintiems, bet dėl riboto biudžeto nefinansuotiems MSCA Postdoctoral Fellowships projektams.

Šis mechanizmas Lietuvos mokslininkams suteikia daugiau galimybių vykdyti tarptautinio lygio mokslinius tyrimus ir stiprinti šalies patrauklumą aukščiausios kvalifikacijos specialistams.

Abipusė dotacijos nauda

Projekte ypatingas dėmesys skiriamas dalijimuisi žiniomis, kai mokslininkas praturtina VU Fizikos fakultetą savo užsienyje įgytomis kompetencijomis, o VU tampa terpe, kurioje tyrėjai gali visokeriopai tobulėti. Taip skatinamas abipusis bendradarbiavimas, tobulėjimas, spartinamas idėjų generavimas, mažinama žinių izoliacija.

„Ši dotacija skirta mokslininkų mobilumui skatinti. Moksle svarbu neužsisėdėti vienoje vietoje – dirbdami skirtingose grupėse ir skirtinguose institutuose mokslininkai įgyja reikalingos patirties, nuolat tobulėja asmeniškai. Po beveik 10 metų įvairiuose užsienio universitetuose džiaugiuosi galėdamas sugrįžti į Lietuvą ir mokslinę veiklą tęsti Vilniaus universitete“, – sako dr. M. Šarpis.

„Jeigu palygintume sekundę su tiek, kiek „gyvena“ pentakvarkas, tai sekundė būtų ilgesnė už visos Visatos gyvavimo trukmę. Tai egzotiškos dalelės, sudarytos iš penkių kvarkų, skirtingai nei mums įprasti protonai ir neutronai, kurie sudaryti iš trijų. Apie tokią egzotinę medžiagos formą yra žinoma labai mažai, todėl nagrinėdami pentakvarkus gilinamės į pačią medžiagos prigimtį ir sąsajas tarp dalelių. Tokie tyrimai gali atskleisti iki šiol nesuprastus dalelių sąveikų mechanizmus, pavyzdžiui, susidarymą, skilimą“, – sako VU fizikas.

Mokslininkas jau daugiau nei 10 metų analizuoja dalelių fizikos duomenis, kartu su broliu buvo pirmieji lietuviai jungtiniame CERN LHCb eksperimente (angl. collaboration). Anot dr. M. Šarpio, aptikti ir tirti pentakvarkus yra itin sudėtinga, eksperimentiniai ir teoriniai tyrimai atliekami tik keliose valstybėse – Japonijoje, Vokietijoje, Italijoje, Jungtinėje Karalystėje, o dabar – ir Lietuvoje.

Inovatyvus metodas

CERN greitintuve pentakvarkai susidaro itin retai – mažiau nei vienu atveju iš kelių dešimčių milijonų. Todėl informacijai LHCb detektoriumi kaupti prireikia ne vienerių metų, kad būtų surinktas duomenų rinkinys, kuriame būtų tikimasi rasti bent kelis šimtus pentakvarkų.

„LHCb tarp didžiulio kiekio duomenų, iš kvintilijonų dalelių sudėtingais algoritmais randame virš tūkstančio pentakvarkų. Jau galime nagrinėti jų skilimo mechanizmus ir aiškintis, kaip ir kodėl jie atsiranda.

PHANTOM naudojamas metodas leidžia iš duomenų, atkurtų tik iš dalies, vėlesniame analizės žingsnyje atkurti daleles, į kurias gali skilti pentakvarkai. Nagrinėjant jų spektrą galima rasti pentakvarkų pėdsakų“, – teigia dr. M. Šarpis.

Šį pažangų metodą VU mokslininkas neseniai pristatė Japonijoje, hadronų fizikos konferencijoje „Hadron 2025“. Tai viena didžiausių dalelių fizikos konferencijų pasaulyje, kur susirenka įvairių CERN eksperimentų atstovai bei teoretikai.

CERN yra didžiausia pasaulyje dalelių fizikos laboratorija, vienijanti mokslininkus iš daugiau kaip šimto valstybių. Šveicarijos ir Prancūzijos pasienyje įsikūrusioje organizacijoje mokslininkai atlieka eksperimentus, siekdami suprasti elementariąsias daleles ir sąveikas tarp jų. Vienas iš svarbiausių CERN projektų – Didysis hadronų greitintuvas (LHC), kuris leidžia tyrinėti protonų susidūrimus ir taip ieškoti naujų dalelių bei reiškinių. LHCb eksperimento tikslas – analizuoti nedidelius skirtumus tarp materijos ir antimaterijos, tyrinėjant dalelių, vadinamų b kvarkais, tipą.

Viename iš didžiųjų CERN eksperimentų dr. M. Šarpis buvo atsakingas už LHCb eksperimento „Run1“ (2011–2012 m.) atvirų duomenų rinkinio paruošimą ir techninį jų išleidimo įgyvendinimą.