W połowie stycznia 2017 w Zakładzie Fizyki Magnetyków UwB rozdzwoniły się telefony: dziennikarze, gratulacje, znowu media, biznesowe propozycje. Dr hab. Andrzej Stupakiewicz, prof. UwB i mgr Krzysztof Szerenos nie dają się zwariować, choć mają świadomość, że są na tropie rozwiązania, które może być technologiczną rewolucją w świecie IT.

Napisało o tym prestiżowe „Nature”. Mgr Krzysztof Szerenos i dr hab. Andrzej Stupakiewicz, prof. UwB, stojący na czele polsko-holenderskiego zespołu, zademonstrowali nową metodę tzw. zimnego ultraszybkiego zapisu fotomagnetycznego.  Pozwala ona na zapis i odczyt danych w systemie komputerowym – tysiąckrotnie szybszy niż dotychczas! Jeden bit informacji zapisali i odczytali w czasie 20 pikosekund (pikosekunda to bilionowa część sekundy).  Co ważne, w trakcie zapisu temperatura nośnika danych wzrasta zaledwie o 1 stopień Celsjusza. Rewolucyjność metody białostockich fizyków polega po pierwsze - na zwiększeniu szybkości, a tym samym i wydajności (mgr Krzysztof Szerenos: - Teraz przetwarzanie zaawansowanej grafiki 3D trwa kilkadziesiąt minut, przy zastosowaniu naszej technologii może zająć to kilka sekund); po drugie - na jej rekordowej energooszczędności (dr hab. Andrzej Stupakiewicz, prof. UwB: - Obecnie 5 proc. energii elektrycznej w skali globalnej pochłaniają wielkie serwerownie, nasza metoda pozwoli zmniejszyć jej zużycie. Poza tym, że jest przyjazna środowisku to może dać miliardowe oszczędności). Badania prowadzili w ramach projektu OPUS z funduszy NCN.

Na ekranie laptopa na biurku dr. hab. Andrzeja Stupakiewicza wyświetla się strona portalu informacyjnego. W głównym pasku wiadomości, obok relacji z zaprzysiężenia prezydenta USA Donalda Trumpa, news o odkryciu białostockich fizyków. Z właściwym sobie poczuciem humoru dr hab. Stupakiewicz wspomina doniesienia prasowe, które ukazały się po publikacji w „Nature” w różnych językach: po angielsku, niemiecku, rosyjsku, japońsku, chińsku, a nawet estońsku.

Dwa razy WOW!

Na początku był pomysł. Do jego realizacji fizycy wykorzystali materiał nieprzewodzący - granat itrowo-żelazowy domieszkowany jonami kobaltu, w którym, jak okazało się, stan namagnesowania można zmieniać za pomocą ultraszybkich impulsów światła, i to odwracalnie. Aby przełączyć jeden bit w takim materiale, wystarczy jeden impuls lasera. Warstwa granatu wygląda jak kawałek cienkiego szkiełka i, jak zapewniają badacze, jest tania w produkcji. Wniosek patentowy na metodę modyfikacji grubości warstw o strukturze granatu złożyli już trzy lata temu.

Jak doszło do odkrycia metody? Najpierw rozwiązywali różne hipotezy fizyczne oparte na własnych pomysłach. Zdobyli naukowy grant na badania. Wykorzystali unikatowe zaplecze aparaturowe, które wcześniej zbudowali w ramach środków krajowych SPINLAB i MNiSW.  Potem musieli przekonać innych fizyków, żeby w ich pomysł uwierzyli. Ważnym atutem była też współpraca z zespołem z Uniwersytetu w Nijmegen (Holandia), światowym liderem w dziedzinie badań z wykorzystaniem ultraszybkich impulsów światła. Rozpisali plan działania punkt po punkcie.

W tej chwili starają się o fundusze europejskie, które mogą pozwolić zrealizować ostatni i najtrudniejszy punkt: stworzenie prototypu urządzenia, które wykorzystuje opracowaną technologię. Jeśli spełnione zostaną kolejne warunki – zgłoszą się firmy, które będą chciały zainwestować – to, przy bardzo dobrych wiatrach, za 10-15 lat technologia zostanie wprowadzona na rynek. Nad nową metodą pracują już co najmniej od trzech lat.   

- Były takie dwa momenty "wow" – przyznaje Krzysztof Szerenos. – Pierwszy, kiedy odkryliśmy, że magnetyzacja przełącza się, zobaczyliśmy pierwsze obrazki w mikroskopie i zdaliśmy sobie sprawę, że to się może udać. To było w sierpniu 2015 roku. A w lutym 2016 roku drugi raz, kiedy stwierdziliśmy, że magnetyzacja przełącza się rekordowo szybko, zdobyliśmy na to dowód i wyobraziliśmy sobie, jaki to może mieć potencjał.   

Dołożyliśmy cegiełkę

Badacze nie spodziewali się takiego rozgłosu i trochę ich to deprymuje.

- Po prostu dołożyliśmy swoją cegiełkę – mówi dr hab. Andrzej Stupakiewicz. – Każdy, kto po nas zajmie się tym tematem, skorzysta z tego, co wypracowaliśmy. My też nie wyskoczyliśmy z z kapelusza. Czerpiemy z doświadczeń własnych z przed lat oraz koleżanek i kolegów z Zakładu Fizyki Magnetyków, którzy zaczęli przed nami. 40 lat temu prof. dr hab. Andrzej Maziewski przyjechał do Białegostoku z Warszawy i rozpoczął badania nad materiałami o strukturze granatu, korzystając z metod optycznych. Ja jestem jego doktorantem.  Krzysztof jest z kolei moim doktorantem, czyli prof. Maziewski jest już promotorem do kwadratu. Rośnie trzecie pokolenie fizyków z tej szkoły w Białymstoku. Inni prowadzą badania równolegle, też niezwykle ciekawe.

Przyznają, że prace ruszyły znacznie szybciej, odkąd przeprowadzili się do kampusu przy ul. Ciołkowskiego. 

- Te warunki, bagaż wiedzy oraz sprzęt, wraz z oryginalnym pomysłem, to formuła naszego odkrycia – mówi krótko Krzysztof Szerenos.

- Musimy jeszcze odrobinę zainwestować w bazę aparaturową – dodaje prof. Stupakiewicz. – Ale jeszcze bardziej potrzebni są nam ludzie. Chcemy zaangażować w badania naszych studentów oraz doktorantów, potrzebujemy fachowców do obsługi laserów. Staramy się o dodatkowe środki.

Teraz fizycy ze świata częściej przyjeżdżają do Białegostoku

Dr hab. Andrzej Stupakiewicz, prof. UwB pochodzi z Grodna, urodził się w Szczuczynie na Białorusi. Kiedy studiował fizykę, grodzieński uniwersytet nawiązał współpracę z Zakładem Fizyki Magnetyków UwB, w zakresie rozwoju technik optycznych. Po napisaniu pracy magisterskiej prof. dr hab. Andrzej Maziewski zaproponował mu doktorat na Uniwersytecie w Białymstoku. 

- Sądziłem, że po trzech latach wrócę do domu – opowiada. - Zaczęło się tu jednak dziać tyle ciekawego! Po obronie pracy doktorskiej w planach była ścieżka postdoca oraz stypendium we Francji. Ale na decyzji o pozostaniu w Białymstoku wtedy przeważyła zarówna świetna atmosfera w zespole, jak również aktywność naukowa w nowym kierunku - nanomagnetyzmu. Potem doszły projekty europejskie, otworzyła się możliwość dłuższych staży zagranicznych, zaczęliśmy tworzyć międzynarodowe zespoły. Wracaliśmy z Francji, Niemiec, Hiszpanii, Holandii i próbowaliśmy wiedzę, którą tam zdobyliśmy, rozwinąć i zastosować tutaj, w Polsce. Mamy teraz urządzenia badawcze jak w najlepszych laboratoriach, świetne zaplecze naukowe, znaczące publikacje na koncie. Dzisiaj, choć sam jestem tym zaskoczony, widzę, że na nasz wydział przyjeżdża więcej ludzi ze świata niż od nas wyjeżdża – z Japonii, Hiszpanii, Niemiec, Holandii, Francji, Rosji, ostatnio Pakistanu, Indii i Kamerunu. Przyjeżdżają i są zachwyceni.

Mgr Krzysztof Szerenos też nie zamierza na stałe opuszczać Białegostoku. Stąd pochodzi. skończył IV LO (klasę o profilu prawniczo-językowym). Na fizykę poszedł na próbę i kiedy na trzecim roku prof. Stupakiewicz zaproponował mu współpracę naukową, wiedział już, że zostanie. Na drugim stopniu Krzysztof Szerenos był także stypendystą w ramach realizacji projektu naukowego TEAM. Obecnie jest doktorantem i finalizuje pisanie swojej pracy. Chętnie oczywiście skorzysta z zagranicznych staży, ale chce dalej uczestniczyć w badaniach zespołu „magnetyków”.  

- Trzeba kuć żelazo, póki gorące, póki jest zainteresowanie, bo konkurencja jest duża – uważa.

Mają też życie poza laboratorium. Krzysztof Szerenos bywał konferansjerem. Jest członkiem białostockiego klubu mówców Toastmasters. Andrzej Stupakiewicz chodzi po lesie z GPS-em, żeby oznaczyć miejsca, w których rosną grzyby, łowi ryby, czyta – jak mówi – w podróżach. Ma też dodatkowy fach w rękach. Majsterkuje w domu i czasami świadczy usługi rodzinie. Uprawiał też zawodowo pływanie. Pasjonował się elektroniką oraz grafiką komputerową.

Fizyka to jednak ich największe hobby.