ქართველი მეცნიერის გამოგონება, რომელიც უსაფრთხოების ზომების სტანდარტებს შეცვლის

ახალგაზრდა ქართველი მეცნიერის - ბაჩანა ლომსაძის გამოგონების შედეგად შესაძლებელი გახდა, მომწამვლელი და ასაფეთქებელი ნივთიერების დეტექტირება მოხდეს არა უშუალოდ ეპიცენტრში, არამედ წყაროსგან ძალიან მოშორებით, რაც უსაფრთხოების მიზნით ძალზედ მნიშვნელოვანია. კიდეც ერთი დიდი მიღწევა კი ისაა, რომ დეტექტირება შესაძლებელია არა წუთებში, როგორც დღემდე იყო შესაძლებელი, არამედ ნახევარ წამზე ნაკლებ დროში.

„თავს ბედნიერად ვთვლი, რომ ჩემი ეს უდიდესი მიღწევა, ასევე პირველი ავტორობით და დიდი გავლენის მქონე ჟურნალ Nature Photonics-ში შრომის გამოქვეყნებით იქნა აღიარებული,“ - განმარტავს ბაჩა ლომსაძე. აშშ-ში მოღვაწე 33 წლის მეცნიერი საკუთარი წარმატების შესახებ AMBEBI.GE-ს მკითხველს უამბობს:

- მოგვიყევით ლაზერების შესახებ, როდის და როგორ დაიწყო მათი განვითარება?

- ლაზერების განითარება გასული საუკუნის ერთ-ერთი უდიდესი გამოგონებაა და თითქმის აღარ რჩება სფერო, სადაც მათ მნიშვნელოვანი როლი არ აქვთ. მაგალითად, მედიცინაში მხედველობის გაუმჯობესების, ქვების დაშლის, კანის დამუშავების და ა.შ. სამხედრო რაკეტების და სამიზნე ობიექტების ნავიგაცია, ფაბრიკა-ქარხნებში მეტალთა ჭრა, შედუღება, ნივთიერებათა გაცხელება და ა.შ.

თუმცა, ტექნოლოგიის სწრაფი განვითარებიდან გამომდინარე, მეცნიერება კიდევ უფრო მეტ მოთხოვნებს უყენებს მათ, რაც აისახა კიდეც - მაგალითად, ატომებისა და მოლეკულების გაცივება კვანტური კომპიუტერების შექმნის მიზნით (მილიონჯერ უფრო სწრაფი კომპიუტერი ვიდრე დღევანდელი); სამედიცინო პროცედურის ჩატარება უმტკივნეულოდ, უკონტაქტოდ (ბიომეტრული ინდენტიფიკაციის მეთოდები), ან ადამიანთა ამონასუნთქ ჰაერში (ძირითადი, წყლის ორთქლის გარდა) ძალიან მცირე რაოდენობის წყალბადის ზეჟანგის და ნახშირორჟანგის დაფიქსირება - დაავადების ადრეული დადგენისა და პრევენციის მიზნით. ეს მიმართულება დღესდღეობით ლაზერული სპექტროსკოპიითაა ცნობილი.

თუმცა, თანამედროვე ლაზერული სპექტროსკოპიის მომავალი სიხშირული სავარცხლის გარეშე წარმოუდგენელია. მარტივად რომ ვთქვათ, თითოეულ ნივთიერებას აქვს მისთვის დამახასიათებელი სპექტრები, ისევე როგორც ყველა ადამიანს გვაქვს ჩვენი მახასიათებელი თითის ანაბეჭდები და სიხშირული სავარცხელი საშუალებას იძლევა ამ ნივთიერებების იდენტიფიცირებისა მათი „თითის ანაბეჭდების“ სკანირებით. აღნიშნულმა გახადა შესაძლებელი უცნობი ნარევისაგან შედგენილი ნივთიერებების იდენტიფიცირება მაღალი სიზუსტით და კიდევ უამრავი სხვა რამ.

- რაში მდგომარეობს თქვენი გამოგონება და რით არის ის მნიშვნელოვანი?

- მას შემდეგ, რაც შეიქმნა სიხშირული სავარცხელი და მან ლაზერულ სპექტროსკოპიაში გამოავლინა თავისი უნიკალური შესაძლებლობები, მაშინვე დაისვა საკითხი იმის შესახებ, რომ ორმაგ სიხშირულ სავარცხელს შეეძლო გაეკეთებინა კიდევ უფრო მეტი. სიხშირული სავარცხლების შექმნიდან რამდენიმე წლის შემდეგ შეიქმნა ორმაგი სავარცხლის სპექტროსკოპია. ეს მეთოდი საშუალებას იძლევა ჩატარდეს ზემოთ აღნიშნული კვლევები არა მარტო მაღალი გარჩევის უნარით, არამედ სწრაფად.

ასეთი მიდგომით მოხერხდა მრავალი ფიზიკური ამოცანის წარმატებით გადაწყვეტა და მან მნიშვნელოვანი როლი ითამაშა გარემოს დაბინძურების შესწავლის საქმეშიც. თუმცა, მას აღმოაჩნდა რიგი ნაკლოვანებები: კერძოდ, ამ მეთოდით შეუძლებელი იყო ნარევში არსებული რთული ნივთიერებების ინდენტიფიცირება დიდი საიმედოობით, განსაკუთრებით მაშინ, როცა სხვადასხვა საკვლევი ნივთიერების სპექტრები ერთმანეთზეა გადაფარული.

ამ სირთულეების ფონზე დავიწყე მუშაობა ნოვატურულ მიდგომაზე, რაც დაფუძნებული იყო ორმაგი სიხშირული სავარცხლის სპექტროსკოპზე. ჩემს მიერ ასეთი ახალი მეთოდის შექმნის იდეამ, კვლევის ამ სფეროში გამოიწვია რევოლუციური ნახტომი. ეს მეთოდი, ნივთიერების სხვადასხვა ფიზიკური პროცესების შესწავლაზე დაყრდნობით, საშუალებას იძლევა ზემოთ აღნიშნული ერთმანეთზე ზედდებული სპექტრების განცალკევებისა და შესაბამისად იდენტიფიცირებისა უპრეცედენტოდ მაღალი სიზუსტით და საიმედოობით. ეს ფაქტი სამეცნიერო სიახლეების სხვადასხვა გამოცემებში გაშუქდა. თვით შრომის აღიარება კი მოხდა რამდენიმე თვის წინ ჩემი პირველი ავტორობით - ძალიან პრესტიჟულ და გავლენიან ჟურნალ SCIENCE-ში შრომის გამოქვეყნებით.

- სამმაგი სიხშირული სავარცხლის განვითარება როგორ მოხდა?

- ჯერ კიდევ ამ კვლევათა წარმართვის დროს დაისვა საკითხი - რატომ უნდა გავჩერებულიყავით ორზე და ხომ არ შესძენდა უპირატესობას სამმაგი სიხშირული სავარცხელი ჩემ მიერ გამოგონებულ მეთოდს? როგორც ჩემი გათვლები აჩვენებდა, სამმაგი სიხშირული სავარცხლით შესაძლებელი იქნებოდა ნივთიერებათა იდენტიფიცირება არა მარტო მაღალი სიზუსტით, საიმედოობით, უმოკლეს დროში, არამედ კომპაქტური აპარატურით და რაც მნიშვნელოვანია მანძილის შეუზღუდავად ანუ დისტანციურად.

Science-ში სტატიის გამოქვეყნებიდან რამდენიმე თვეში მოვახერხე ამ ახალი, სამმაგი-სიხშირული სავარცხლის მეთოდის შექმნა და დემონსტრირება. ამ მეთოდის გამოყენებით ამიერიდან შესაძლებელი ხდება მომწავლელი და ასაფეთქებლი ნივთიერების დეტექტირება მოხდეს არა უშუალოდ ეპიცენტრში, არამედ წყაროსგან ძალიან მოშორებით, რაც უსაფრთხოების მიზნით ძალზედ მნიშვნელოვანია. კიდეც ერთი დიდი მიღწევა კი ისაა, რომ დეტექტირება შესაძლებელია არა წუთებში, როგორც ამ დრომდე იყო შესაძლებელი, არამედ სულ რაღაც ნახევარ წამზე ნაკლებ დროში. ეს ყველაფერი კი უაღრესად დიდი მიღწევაა. ეს შრომაც მეტად გავლენიანმა Nature Photonics-მა გააშუქა და მინდა სიამაყით აღვნიშნო, რომ შექმნილის აქტუალობიდან გამომდინარე, წარმომადგელობითი კონკურსის საფუძველზე და რედაქტორის გადაწყვეტილებით, ჩემს მიერ შექმნილი ეს პროდუქტი ასახულია პრესტიჟული ჟურნალის გარეკანზე.