Dzięki pracom prowadzonym w znanym polskim instytucie badawczym, Polska opracowywała własne technologie potrzebne do budowy superszybkich komputerów i broni laserowej. Polscy naukowcy byli w światowej czołówce. Jednak ich prace zostały zablokowane, a przyszłość badań stoi pod znakiem zapytania.
O polskich naukowcach z Instytutu Technologii Materiałów Elektronicznych w Warszawie zrobiło się głośno dzięki pracom nad „polskim grafenem”. Ale nie zajmowali się oni tylko tym tematem. W ITME intensywnie pracowano nad dwoma wyjątkowymi materiałami: izolatorami topologicznymi oraz fosforkiem cynkowo-germanowym (ZnGeP). Te pierwsze mogą w przyszłości zrewolucjonizować elektronikę, pozwalając na budowę kilkunastokrotnie szybszych komputerów, niż obecne, a drugie mogą pozwolić rozwinąć polską broń laserową, zdolną m.in. do oślepiania pocisków rakietowych. Jednak nowy dyrektor Instytutu doprowadził do likwidacji zespołu prowadzącego te badania, które najprawdopodobniej nie będą już kontynuowane. I co więcej, nie widzi w tym większego problemu. Unikalne prace nad przyszłościowymi materiałami mogą odejść do historii.
Izolatory topologiczne
Na temat izolatorów topologicznych od paru lat jest głośno na całym świecie, a artykuły na ten temat publikowane są na łamach renomowanych czasopism naukowych. Ta nowa grupa materiałów ma unikalne właściwości: zasadniczo to izolatory dla przepływu prądu elektrycznego, ale na ich powierzchniach nośniki ładunków elektrycznych przemieszczają się z bardzo dużą szybkością. Umożliwia to m.in. rozwój nowej dziedziny elektroniki, czyli elektroniki spinowej (tzw. spin troniki). „To jest coś, czym dziś ekscytuje się cały świat fizyki, oczekując rewelacyjnych zastosowań. Dzięki temu, komputery kwantowe będą mogły pracować nawet kilkanaście razy szybciej” – mówi dr Andrzej Hruban z ITME, który kierował pracami nad tym zagadnieniem. Tymi unikalnymi materiałami zajmują się naukowcy z nielicznych krajów świata – w tym z Polski. A w tym, co robili – czyli w wytwarzaniu odpowiednich kryształów – byli najlepsi na świecie.
Kilka lat temu w ITME z inicjatywy ówczesnego dyrektora, dr Zygmunta Łuczyńskiego, rozpoczęto prace nad tymi materiałami. Rezultaty były tak dobre, że zainteresowali się nimi uczeni z ośrodków zagranicznych. Ich zdaniem, materiały wytwarzane w Warszawie były najlepsze na świecie. Zainteresowali się nimi Francuzi, na czele z prof. Marcinem Konczykowski ze słynnej politechniki École Polytechnique pod Paryżem. Zaczęli nad nimi pracować, wspólnie z naukowcami z USA.
„To temat polityczny, a nie naukowy”
Prace rozwijały się świetnie – do czasu zmiany władz ITME. O ile dr Łuczyński promował badania w tym zakresie, o tyle dr inż. Ireneusz Marciniak miał względem tego tematu zupełnie inne nastawienie. Doprowadził do zwolnienia z pracy siedmiu osób z dziewięcioosobowego zespołu. Włącznie z jego kierownikiem, dr Hrubanem. Oficjalnym powodem ich zwolnienia było to, że byli to już zasadniczo ludzie w wieku emerytalnym. Prace nad izolatorami topologicznymi zostały zablokowane, a ich dalszy rozwój stanął pod wielkim znakiem zapytania.
Sam dyrektor Marciniak nie podziela entuzjazmu w tej kwestii: „w pojęciu niektórych są one bardzo ważne, a w rzeczywistości niewiele znaczące dla techniki i technologii”. Jego zdaniem zespół złożony był z „emerytów”, którzy nie mieli żadnych osiągnięć naukowych, a sam dr Hruban nie miał szans na żadne prace badawcze. Wspomniane izolatory określa jako temat mocno abstrakcyjny, który może zaistnieć w przyszłości, ale na razie brakuje konkretów. Twierdzi również, że „dofinansowanie badań w tym kierunku stało na bardzo niskim poziomie”.
W tej trudnej sytuacji podjęto próby uratowania badań i przeniesienia ich np. do Polskiej Akademii Nauk. Do dyrektora zwrócili się również wybitni naukowcy, w tym prof. Maria Kamińska z UW i prof. Konczykowski. Nie zdołano jednak przekonać dyrektora, którego zdaniem jest to temat istotny raczej z punktu widzenia likwidacji zakładu. „To bardziej temat polityczny, niż naukowy” – twierdzi dyrektor. „Na moją prośbę, by przedstawili ilości tych materiałów, jakie będą im potrzebne i w jakim czasie, odpowiedzieli, że w zasadzie nie bardzo ich to interesuje” – twierdzi dr Marciniak. Dodaje, że zaproponował badaczom z Francji i USA wydzierżawienie całego zakładu praktycznie za darmo pod warunkiem, że pokryją koszty jego funkcjonowania. „I oni się z tego wycofali” – mówi dr Marciniak. Jego zdaniem byli oni zainteresowani jedynie „hipotetyczną możliwością współpracy”. Ostateczna decyzja ma zostać podjęta za rok. „Być może trzeba będzie przyznać, że niestety izolatory topologiczne to mit i trzeba to włożyć między bajki. Jeśli jednak będą nośne, to my będziemy w pierwszej linii” – twierdzi dr Marciniak.
Możemy zostać z tyłu
Dr Łuczyński przyznaje, że izolatory topologiczne to pewna „pieśń przyszłości”, ale podobnie było m.in. z grafenem. A dziś „świat nad tym intensywnie pracuje”. Zaznacza również, że żaden z naukowców, którzy zgłosili się do dyrektora Marciniaka, nie był upoważniony do tego, by w imieniu swoich jednostek naukowych obiecywać, że zostaną wyłożone pieniądze. Jego zdaniem było to takie postawienie sprawy, które nie mogło zakończyć się sukcesem.
Zdanie obecnego szefa ITME jest jednak twarde: temat uważa za „rozdmuchany”, a „zasłanianie się” izolatorami topologicznymi wydaje mu się być „trochę nie na miejscu”. Jak zaznacza, dr Hruban w ciągu 6 miesięcy wydał pieniądze przeznaczone na cały rok. „Obecnie mam z tego tytułu stratę ponad 800 tys. zł, do końca roku będzie milion” – tłumaczy i stwierdza, że musiał podjąć trudne decyzje, bo inaczej pozostali pracownicy musieliby się „zrzucić” na to, żeby zakład mógł działać dalej.
Odnośnie finansów, były szef ITME, dr Łuczyński zaznacza, że w zakładach zawsze jest pewne „falowanie”: raz niektóre z nich mają dużo zleceń i dużo pieniędzy, a inne nie, gdyż przygotowują się do kolejnego projektu. Jakiś czas temu dr Hruban realizował niezwykle dochodowy projekt, finansowany przez wielki belgijski koncern Unicore. „Zdobyli parę milionów euro, cały instytut się tym cieszył” – mówi dr Łuczyński. Ponadto, ZnGeP miałby duże szanse na finansowanie przez budżet nauki dot. współpracy z przemysłem zbrojeniowym. Jednak obecnie, temat ten został przerwany.
Co ciekawe: dyrektor Marciniak skierował do Ministerstwa Nauki pismo z wnioskiem o dofinansowanie badań nad tematyką związaną z izolatorami topologicznymi. W piśmie tym zachwalał osiągnięcia zakładu dr Hrubana i publikacje (których jakoby nie posiadał). Dokument powstał w czasie, gdy wiadomo było, że zasadnicza część zespołu dr Hrubana, włącznie z nim, straci pracę. Jedna z osób dobrze zorientowanych w działaniach instytutu nie wyklucza, że doszło do poświadczenia nieprawdy na dokumencie. Co więcej twierdzi, iż na pracowników będących na tzw. okresie wypowiedzenia można pozyskać środki w ramach tzw. dotacji statutowej. Pieniądze mogłyby więc trafić na pracowników, których niebawem już nie będzie. Dyrektor tłumaczy swoje działania – stratami wygenerowanymi przez zakład dr Hrubana.
Problem polega również na tym, że przeniesienie badań w inne miejsce to nie taka prosta sprawa. Wymaga nie tylko odpowiednich i doświadczonych ludzi, ale również sprzętu i źródeł finansowania. A do tego –czasu. „Trzeba będzie w zasadzie zaczynać od nowa, co zajmie zapewne parę lat. A świat cały czas idzie do przodu. I w tym wyścigu zostaniemy z tyłu” – mówi dr Hruban. Według ostatnich informacji, dr Hruban będzie mógł prowadzić dalsze prace w ramach Instytutu Fizyki PAN.
Tajemniczy fosforek i broń laserowa
Jednak niejako w cieniu izolatorów topologicznych, zespół dr Hrubana zajmował się również innym materiałem: fosforkiem cynkowo-germanowym (ZnGeP). Czym jest ten materiał? Jak tłumaczy jeden z pionierów badań nad laserami w Polsce, a zarazem były doradca dr Łuczyńskiego, prof. Zdzisław Jankiewicz (został zwolniony przez obecnego szefa Instytutu, podobnie jak niemal wszyscy członkowie zespołu doradców) jest to materiał absolutnie wyjątkowy. Dzięki niemu z lasera o dużej mocy promieniowania można otrzymać promieniowanie w ściśle określonym zakresie: 3-8 mikrometrów. Co umożliwia uzyskanie emisji laserowej w obszarze tzw. drugiego okna atmosferycznego – tam, gdzie atmosfera nie blokuje wiązki laserowej.
Jak podkreśla prof. Jankiewicz, jest to niezmiernie ważne, ponieważ w tym paśmie można wykrywać praktycznie każdy obiekt emitujący promieniowanie cieplne (w tym ludzi). Ma to perspektywę zastosowania w tzw. technice terahercowej – w detektorach mogących za jakiś czas zastąpić aparaturę rentgenowską. Jednak potencjalnie dużo ważniejsze znaczenie ma to z punktu widzenia wojskowego. To pasmo podczerwieni wykorzystują bowiem urządzenia naprowadzające. Dzięki temu, pociski kierowane na podczerwień można by bardzo łatwo oślepić dostatecznie silnym promieniowaniem w tym zakresie, niszcząc ich układy sterowania. A takie silne źródła światła można budować właśnie w oparciu o nowoczesne materiały trójskładnikowe – jak ZnGeP. W teorii istnieje również możliwość, że przy odpowiedniej sile lasera pewne obiekty można fizycznie niszczyć. Na pewno istniałaby jednak możliwość oślepiania szeregu pocisków rakietowych naprowadzanych na podczerwień.
Unikalna szansa
Prace nad ZnGeP prowadzone są oficjalnie tylko w kilku krajach: w USA, Rosji i Niemczech, a według niepotwierdzonych informacji również w Chinach i w Japonii. Zdaniem dr Łuczyńskiego, prace w ITME były zaawansowane i potencjalnie fosforek mógłby być dostępny już w 2016 roku, choć sam kierownik badań podkreślał, że prace wymagałyby czasu.
Duże zainteresowanie ZnGeP wykazywała Wojskowa Akademia Techniczna, która miała zamiar go kupować. Dzięki niemu WAT mogłaby wyprodukować konkretne urządzenia, w tym odpowiednio silne źródła promieniowania do „oślepiania laserowego”. Jednak wraz ze zlikwidowaniem zespołu dr Hrubana stracona zostaje możliwość prowadzenia dalszych prac. Tym samym, Polska straci możliwość autonomicznej produkcji ważnego materiału i będzie zmuszona kupić go za granicą – o ile będzie to możliwe. Żaden inny ośrodek w Polsce nie jest w stanie kontynuować tych badań. Bo posiadaliśmy jeden z nielicznych ośrodków w Europie, który mógłby to robić. Sceptyczny względem możliwości dalszego kontynuowania prac nad ZnGeP jest również prof. Jankiewicz . Zwraca uwagę, że polscy technicy są świadomi tego, jak duże zainteresowanie na świecie wzbudzają te materiały – szczególnie pod kątem wojskowym. Interesują się nimi bardzo państwa członkowskie NATO.
Zagadkowa niewiedza
Dyrektor twierdzi jednak, że nic mu nie wiadomo na temat prac prowadzonych nad ZnGeP w ITME. „Nikt o tym jak dotąd nie wspominał” – twierdzi i dodaje, że mimo dobrych relacji z WAT nigdy nie słyszał, by komuś ten materiał był potrzebny. Zaznacza jednak, że gdyby okazał się potrzebny, to instytut zajmie się tą tematyką, wskazując na inny zakład ITME, który współpracuje z WAT oraz Naval Center of US Army. Nie wyklucza, że tego rodzaju prace były prowadzone, ale nikt tego tematu nie eksponował.
Dr Łuczyński mówi z kolei, że trudno mu wyobrazić sobie taką sytuację, choć domyśla się, jakie są tego powody. „Pan dyrektor na radzie naukowej instytutu powiedział, że nie zna się na nauce i nie będzie się tym zajmował” – relacjonuje. Nie wyklucza więc, że jeżeli ktoś mu o tym wspominał, to dr Marciniak mógł nie zwrócić na to większej uwagi, gdyż „po prostu go to nie interesowało” .
Co więcej, temat ZnGeP poruszali w trakcie rozmów z dyrektorem Marciniakiem zarówno dr Hruban, jak i prof. Jankiewicz. Podobnie jak komendant Instytutu Optoeletroniki WAT płk. Krzysztof Kopczyński, który wiedział o tym, że zlikwidowanie zespołu dr Hrubana będzie oznaczać koniec prac nad ZnGeP. Prof. Jankiewicz również nie kryje zdziwienia słowami dr Marciniaka. „Brak wiedzy o pracach w zakresie ZGP świadczy o braku orientacji w pracach prowadzonych w Instytucie” – uważa profesor, który osobiście mówił nowemu dyrektorowi o niezwykłych własnościach fosforków dla optoelektroniki, trudnej technologii oraz wiedzy i doświadczeniu jakie w tej materii ma wspomniany zespół ITME.
Według informacji uzyskanych przez Kresy.pl, dyrekcja instytutu nie tylko faktycznie rozwiązała zakład Z-6 pracujący nad izolatorami topologicznymi i ZnGeP, ale planuje również sprzedaż urządzeń w których wzrastały hodowane kryształy, niezbędnych do prowadzenia prac. Zdaniem osób związanych z instytutem nie będzie to jednak proste zadanie. Sam dyrektor Marciniak zdecydowanie zaprzecza, jakoby miał planować sprzedaż urządzeń – jak zaznacza – „na dziś”. Tłumaczy również, że odpowiedni krystalizator został uszkodzony i trwają prace nad jego przeróbką.
Słowom dyrektora przeczy niejako fakt, że dr Łuczyński, jeszcze jako dyrektor, przyznał zespołowi dr Hrubana z tzw. środków statutowych pieniądze na prace nad tym zagadnieniem na obecny rok. Współpracowano również z optoelekroniką WAT. W jednym z dokumentów wspomina o tym również prof. Kamińska. Potwierdza to również prof. Jankiewicz, który był recenzentem sprawozdania z realizacji tematu statutowego dotyczącego ZnGeP. Zostało ono ocenione bardzo wysoko. Mało tego: jak podkreśla profesor, „podjęcie tej tematyki spowodowane było zainteresowaniem ZGP ze strony Instytutu Optoelektroniki WAT”. Dyrektor Marciniak twierdzi, że jest w stałym kontakcie z WAT i że to pracownicy Instytutu płk. Kopczyńskiego będą odpowiadali za wytwarzanie zaawansowanych kryształów. „O ile oczywiście tego typu kryształy będą potrzebne” – zastrzega i dodaje, że jego pytania o ilość i terminy „zawisły w próżni”.
Zarówno izolatory topologiczne, jak i fosforek cynkowo-germanowy, mają olbrzymi potencjał rozwojowy. Oba projekty mogą w przyszłości mieć dla Polski olbrzymie znaczenie – także w zakresie bezpieczeństwa. I oba są obecnie krytycznie zagrożone – straci na tym Polska, zyska kto inny. Warto o tym pamiętać. Tym bardziej, że według naszej wiedzy, to jeszcze nie koniec „wygaszania” kluczowych projektów w ITME…
MAREK TROJAN
