Cercetătoarea română respectată la nivel mondial în domeniul fizicii fundamentale: „Am studiat posibila formare a unor particule exotice“

Cătălina Curceanu este un nume cunoscut în Europa şi în lume FOTO Arhivă personală

Pasionată de fizică din copilărie, Cătălina Curceanu este un nume cunoscut în Europa şi în lume datorită rezultatelor obţinute în cercetare în domeniul fizicii fundamentale. Cătălina are în subordine o echipă de 20 de cercetători, iar în prezent coordonează o serie de experimente la acceleratorul DAFNE, dar şi în Japonia şi în laboratorul subteran italian de la Gran Sasso, dedicate fizicii nucleare şi mecanicii cuantică.

Fiziciana Cătălina Curceanu coordonează o echipă de cercetători în Italia, la Frascati, o comună din provincia Roma, în cadrul Laboratori Nazionali di Frascati, cel mai mare laborator de cercetare italian în domeniul fizicii nucleare şi al particulelor elementare. A obţinut doctoratul la experimentul Obelix, la celebrul laborator CERN din Geneva, iar de-a lungul timpului, a condus o serie de experimente în cadrul cărora a efectuat măsurători unice în lume. Deşi este plecată din ţară încă din 1991, Cătălina nu şi-a uitat originile, aşa că nu a ezitat să intervină în cadrul uneia dintre cele mai urmărite emisiuni de televiziune din Italia pentru a-i contrazice pe autorii unei campanii de denigrare purtate de mass-media din Peninsulă împotriva românilor.

„Weekend Adevărul“: Când v-aţi descoperit pasiunea pentru fizică şi ce anume v-a atras spre această disciplină?

Cătălina Curceanu: Am fost pasionată de ştiinţă încă de când eram copil. Citeam multe cărţi de astronomie, iar în vacanţele de vară, când mergeam la Mediaş, la bunica mea care avea o căsuţă fără electricitate afară din oraş, de unde se vedeau mii de stele, îi puneam încontinuu întrebări tatălui meu despre aceste stele – cât sunt de departe, de ce strălucesc şi dacă în acest univers nemărginit mai există alţi „oameni“ undeva pe o planetă îndepărtată care să privească stelele şi să-şi pună aceleaşi întrebări ca şi mine. Am făcut şcoala generală, în Sfântu Gheorghe, la actualul Colegiu Naţional „Mihai Viteazul“,şi liceul de Matematică şi Fizică numărul 4, de la Măgurele, din Bucureşti, pe care l-am ales tocmai pentru că decisesem deja că voi studia fizica la universitate. În ambele instituţii de învăţământ am avut norocul să am profesori deosebiţi care, pe lângă pasiunea pe care o puneau în a ne preda preferatele mele, fizica şi matematica, ne încurajau să punem întrebări. Şi nicio întrebare nu era prea bizară. În plus, ne-au învăţat să nu acceptăm ideea cum că ar exista întrebări prea dificile sau prea nebuneşti. Am decis că fizica va fi ceea ce voi face în viaţă încă de când aveam 12-13 ani. Nu am avut niciun dubiu şi, chiar dacă mă pasionează şi alte subiecte, fizica rămâne prima şi marea mea iubire.

Sunteţi pe deplin familiarizată cu mediul academic din Europa. Cum a fost trecerea de la învăţământul şi cercetarea din România la ceea ce faceţi acum în Elveţia şi în Italia?

În Elveţia am participat la un experiment, Obelix, la laboratorul CERN din Geneva, în cadrul unui grup italian – cel de la Laboratori Nazionali di Frascati, unde lucrez în prezent. Ajunsesem la Frascati cu o bursă de studiu care ar fi trebuit să dureze doar două luni, la scurt timp după absolvirea facultăţii, în 1991. Aceste două luni s-au trasformat în mai bine de 27 de ani de activitate în cercetare. 

Cum aşa?

Mi-am făcut studiile postuniversitare în cadrul experimentului Obelix, cu doctoratul la Măgurele, Bucureşti, însă cu activitate experimentală şi analize de date efectuate în laboratorul din Frascati, deci un fel de doctorat româno-italiano-elveţian. Am studiat posibila formare a unor particule exotice, care să fie alcătuite ori doar din gluoni – un fel de mingi de foc nuclear – sau din cuarci şi gluoni – particule exotice care sunt şi la ora actuală căutate în diverse experimente la acceleratoarele de particule din întreaga lume. Cea mai mare diferenţă a fost trecerea de la facultate la cercetare. Facultatea de Fizică din Bucureşti era foarte bună, ne oferea o pregătire ce nu era cu nimic mai prejos decât cea din facultăţile echivalente din alte ţări. Intrarea în domeniul cercetării, în cazul meu, a fost practic direct în Italia, întrucât am venit aici aproape imediat după terminarea facultăţii. 

Şi aţi observat diferenţe?

Ceea ce m-a surprins în mod plăcut în Italia a fost mediul extraordinar de favorabil şi primitor, posibilitatea de a propune noi idei şi de a fi încurajat în a le dezvolta. Pe urmă, laboratoarele erau înzestrate cu tehnică modernă, mult mai modernă decât ceea ce văzusem în România. Se efectuau experimente sofisticate, în diverse laboratoare din lumea întreagă, iar cercetătorii, inclusiv cei cu poziţiile cele mai înalte, nu pretindeau să „dea ordine“, ci discutau de la egal la egal cu toţi colegii în luarea deciziilor. Un dinamism şi o atmosferă foarte favorabile cercetării.

Cum aţi reuşit să vă acomodaţi în Italia? Aţi fost privită cu rezerve la început din cauza naţionalităţii dumneavoastră? 

În 1991, când am ajuns în Italia, nu erau mulţi români aici şi am fost primită cu braţele deschise. Ulterior, când numărul românilor a crescut şi ţinând cont că nu toţi sunt „uşi de biserică“, au fost ceva tendinţe din partea anumitor italieni de a-i considera pe români potenţiali infractori. Chiar dacă pe mine în mod direct acest lucru nu m-a afectat, am decis să particip acum câţiva ani la transmisiunea TV „Porta a Porta“, pentru a combate această tendinţă şi a afirma în mod cât mai clar că majoritatea românilor sunt muncitori şi nu doar că îşi câştigă în mod cinstit pâinea, ci şi contribuie la bunăstarea Italiei şi a italienilor, prin taxele pe care le plătesc şi prin munca pe care o desfăşoară. Din păcate, chiar acum câteva zile, a fost un nou episod în care trei tineri români au jefuit o vilă în Lanciano, rănindu-i pe proprietarii acesteia. Aceste fapte nu ne fac cinste şi ar trebui combătute chiar de noi, comunitatea românilor.

Coordonează o echipă de 20 de cercetători la Roma

Sunteţi în fruntea unei echipe de fizicieni la Laboratorul nuclear Frascati, iar o parte dintre ei sunt români. Care au fost cele mai importante proiecte pe care le-aţi coordonat?

Da, la ora actuală conduc un grup de circa 20 de cercetători la institutul de la Frascati. Printre aceştia se numără şi trei români care lucrează de ani buni în grupul meu, cu mult succes. Experimentele pe care le efectuăm, atât în Italia, la acceleratorul DAFNE, care este chiar aici, la Frascati, şi la laboratorul de sub muntele Gran Sasso, cât şi în Japonia, la J-PARC, sunt dedicate fizicii nucleare şi mecanicii cuantice. În cadrul fizicii nucleare studiem o formă de materie exotică, aşa-numiţii atomi kaonici, care sunt atomi în care electronii sunt înlocuiţi cu o particulă ce se numeşte kaon, formată din cuarci.

Unul dintre aceşti cuarci este „straniu“ – face parte din a două familie de particule din cadrul Modelului Standard. Studiul acestor atomi kaonici ne permite să măsurăm anumite traziţii atomice care sunt extrem de importante pentru a înţelege mai bine forţa nucleară între cuarci. În cadrul experimentelor DEAR şi SIDDHARTA, pentru care am obţinut şi fonduri europene, am efectuat o serie de măsurători unice în lume. La ora actuală, ne pregătim să măsurăm deuteriul kaonic cu SIDDHARTA-2 în 2019, pentru prima dată în lume. Măsurătorile noastre îi ajută pe teoreticieni să înţeleagă mai bine de ce particulele formate din cuarci au masa pe care o au, dar şi inima stelelor de neutroni, unde s-ar putea adăposti cuarci stranii, sau chiar şi materia întunecată, întrucât ar putea exista forme de materie întunecată cu cuarci stranii – strangelets.

Iar experimentele de mecanică cuantică?

În cadrul experimetelor de mecanică cuantică, precum VIP, efectuăm măsurători la Gran Sasso, cu obiectivul de a înţelege mai bine actuala teorie şi eventual de a descoperi noi fenomene. La ora actuală studiem, măsurând radiaţia X, o teorie alternativă actualei mecanici cuantice care ar putea rezolva în mod elegant faimoasa problemă a pisicii lui Schroedinger. Pentru aceste studii am obţinut diverse premii şi finanţări din partea unor fundaţii americane precum John Templeton şi Institutul Foundational Questions, al cărui membru am onoarea să fiu. ;

„Poate vom ajunge să descifrăm misterul găurilor negre!“

Care consideraţi că a fost cea mai importantă descoperire în fizică în ultimul deceniu şi ce alte mari descoperiri anticipaţi?

Greu de spus. Evident, răspunsul standard ar fi bosonul Higgs sau undele gravitaţionale. Totuşi, aş îndrăzni să spun că pentru mine, cea mai importantă descoperire a fost cea a stelelor de neutroni cu masă de două ori cât cea a Soarelui. Nimeni nu se aştepta, întrucât toate celelalte stele de neutroni aveau masa de 1,4 ori cât cea a Soarelui. Nimeni nu ştie la ora actuală dacă există doar o familie de stele de neutroni sau două – una cu cuarci stranii în interior.

La ora actuală, stelele de neutroni pot fi studiate cu ajutorul undelor gravitaţionale emise în momentul în care, într-un sistem binar ce conţine două astfel de stele care se rotesc una în jurul celeilalte, la un moment dat cele doua stele se ciocnesc. Se generează astfel unde gravitaţionale, dar şi radiaţie electromagnetică. Din studiul combinat al acestora, împreună cu studii de fizică nucleară la acceleratoare vom înţelege aceste misterioase stele care au o masă de circa două ori cât cea a Soarelui, dar au o rază de doar circa 10 kilometri. Din acest studiu, poate vom afla mai multe despre cum se comportă spaţiul-timpul descris de relativitatea generală în condiţii de gravitaţie extremă. Şi poate vom ajunge să descifrăm misterul găurilor nergre! La ce altă descoperire mă aştept? Sinceră să fiu, nu ştiu! De asta este frumoasă fizica – este imprevizibilă. Aş spera în sinea mea că vom descoperi cum că mecanica cuantică actuală nu este teoria finală, ci doar o aproximaţie a unei noi teorii ce aşteaptă răbdătoare să fie descoperită.

Demontează zvonurile şi teoriile conspiraţiei

S-a spus că experimentul de la CERN ar putea duce la adevărate catastrofe în cazul unui accident. Cât adevăr există în astfel de zvonuri? 

Exclud orice sâmbure de adevăr, ca să nu vorbim de o teorie a conspiraţiei. S-a vorbit despre „pericolul“ de a genera o gaură neagră la CERN care să înghită Pământul sau care să deschidă poarta spre un Univers paralel din care cine ştie cine sau ce ar putea ajunge până la noi. Sunt scenarii de filme de groază, dar nicidecum teorii ştiinţifice. La CERN, ca şi în alte laboratoare, continuăm să studiem cum se comportă particulele, nucleele, care sunt şi câte sunt aceste particule, ca să înţelegem legile care stau la baza mecanismelor din Univers.

Şi pentru cine nu este încă convins, pot să spun că există aşa-numitele raze cosmice – protonii care ajung pe Pământ din Univers – cu energii mult mai mari decât protonii acceleraţi la CERN. Cert e că până la ora actuală, nimeni nu a fost înghiţit de o gaură neagră care s-ar fi format în interacţiunea acestor protoni extrem de energetici şi nimeni nu a văzut Universuri paralele. Poate doar în vis! Unicul risc este cel de a nu face aceste experimente şi a rămâne ignoranţi în faţa Universului. ;

Cum poate să profite medicina de descoperirile fizicienilor

Acum câţiva ani, aţi scris pe blogul dumneavoastră despre felul în care descoperirile din fizică pot să revoluţioneze medicina. Cât de mult au evoluat lucrurile  în ultimii ani?

Foarte mult! Greu de făcut o lista completă. Pe lângă hadroterapie – care se poate face cu fascicule de protoni sau ioni de carbon – si care este folosită cu mare succes în distrugerea tumorilor localizate, multe alte tehnici au fost dezvoltate sau perfecţionate. Printre acestea, tomografia cu emisie de pozitroni – în care se foloseşte antimateria pentru a descoperi o tumoare – care este la ora actuală folosită în multe spitale, dar nu în toate. Împreună cu un grup de cercetători de la Jagiellonian University din Cracovia şi de la Universitatea din Viena, în cadrul proiectului J-PET, încercăm să punem la punct un nou aparat capabil să efectueze o tomografie tridimensională a întregului corp cu costuri reduse. În plus, studiem cum am putea folosi proprietăţile cuantice pentru studii de biologie. Multe alte studii dau la ora actuală roade: de la nanotenologii la studiul conştiinţei, de la tehnici de imaging la cele ale inteligenţei artificiale, pentru a pune un diagnostic cât mai bun.

Campionii gafelor

Ca să încheiem într-o notă mai veselă, am remarcat tot pe blogul dumneavoastră un articol în care aţi trecut în revistă cele mai năstruşnice experimente care au fost răsplătite cu premiile Ig Nobel. Dacă ar fi să ne referim la fizică, unde şi pentru ce invenţii au mers ultimele premii? Şi care ar fi „campionul absolut“ la acest capitol?

Campionul absolut este greu de stabilit, mai ales că, mai devreme sau mai târziu, suntem toţi mici campioni, întrucât este imposibil să nu facem nicio greşeală. Poate preferatul meu este broasca zburătoare a lui Sir Michael Berry şi Andrei Geim, care a meritat IgNobelul în 2010. Andrei Geim a luat în 2010 premiul Nobel, dar nu pentru broasca zburătoare, ci pentru grafen. 

CV

Autoare a peste 300 de articole ştiinţifice

 Numele: 

Cătălina Curceanu

 Data şi locul naşterii: 

2 noiembrie 1965, Braşov

 Studiile şi cariera: 

 A absolvit Facultatea de Fizică din cadrul Universităţii din Bucureşti ca şef de promoţie, cu specializare în fizica particulelor elementare şi fizica nucleară. 

 Are un doctorat în fizică, obţinut la IFIN-HH, Bucureşti.

 Este autoare a peste 300 de articole ştiinţifice, este invitată ca speaker la numeroase conferinţe internaţionale.

 A scris cartea „Dai buchi neri all’adroterapia. Un viaggio nella Fisica Moderna“, în traducere liberă: „De la găurile negre la hadroterapie. O călătorie în Fizica Modernă“.

 Membră a prestigiosului Foundational Questions Institute, a câştigat numeroase premii importante, printre care: „2017 Emmy Noether Distinction“, din partea  Societăţii Europene de  Fizică, premiul pentru 2016 Women in Physics Lecturer of the Australian Institute of Physics, dar şi premii de la  John Templeton Foundation şi Foundational Question Institute, din Statele Unite.

 Locuieşte în: Frascati, Roma, Italia