Instytut Fizyki

KontaktGrudziądzka 5, 87-100 Toruń
tel.: +48 56 611 3310
fax: +48 56 622 5397
e-mail: ifiz@fizyka.umk.pl

dr hab. Piotr Masłowski

Absolwent studiów magisterskich oraz doktoranckich na Wydziale Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej na Uniwersytecie Mikołaja Kopernika w Toruniu. W latach 2009-2011 jako laureat programu MNiSW Mobilność Plus odbył staż podoktorski w Instytucie JILA w Boulder, USA w grupie prof. Juna Ye, natomiast w roku 2013 staż naukowy w firmie IMRA America (USA). Laureat konkursów Narodowego Centrum Nauki (programy SONATA, OPUS) i Fundacji na rzecz Nauki Polskiej (Homing Plus), jak również stypendysta „Stephenson Distinguished Visitor Programme” przyznanego przez DESY (Niemcy) oraz „PIER Fellowship” przyznanego przez Uniwersytet w Hamburgu. Współpracuje z grupami badawczymi w Szwecji, Chorwacji Niemczech, Włoszech i USA.

Czesanie światłem

Oddziaływanie światła z materią jest jednym z najbardziej precyzyjnych narzędzi pozwalających mierzyć siły pomiędzy atomami lub cząsteczkami, badać wewnętrzną strukturę cząsteczek czy śledzić procesy chemiczne z rozdzielczością czasową rzędu femtosekund (10-15 sekundy). Rozwój fotoniki i techniki laserowej w ostatnich latach pozwolił na znaczące zwiększenie możliwości przyrządów pomiarowych. Jednym z największych osiągnięć było skonstruowanie tzw. grzebienia częstotliwości optycznych (GCO) – lasera impulsowego, który świeci w dziesiątkach tysięcy częstotliwości (kolorów światła) jednocześnie. Grzebienie te pozwalają na bardzo precyzyjne pomiary częstotliwości światła. Umożliwiły one budowę optycznych zegarów atomowych (m.in. w Toruniu), które są najbardziej precyzyjnymi zegarami na świecie. Za skonstruowanie GCO, John L. Hall i Theodor W. Hänsch otrzymali w 2005 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki.

W swoich badaniach wykorzystuję GCO do precyzyjnych pomiarów, która z generowanych przez niego częstotliwości (kolorów, czy też „zębów grzebienia”) i w jakim stopniu zostaje zaabsorbowana przez badany gaz molekularny. Pozwala to zdobyć informację o wewnętrznej strukturze i dynamice cząsteczek oraz ich oddziaływaniu z innymi cząsteczkami lub atomami w gazie. Zastosowanie tej techniki nie ogranicza się do badań podstawowych. Ponieważ każda z molekuł posiada charakterystyczne dla siebie widmo absorpcyjne – swoisty „odcisk palca” (tzn. w jedyny i niepowtarzalny sposób pochłania ona światło), to dzięki pomiarowi widma w szerokim zakresie kolorów jesteśmy w stanie powiedzieć, ile i jakich cząsteczek mamy w badanej próbce gazu. Pozwala to na niezwykle precyzyjne wykrywanie jednocześnie wiele substancji nawet przy bardzo małym ich stężeniu (poniżej jednej cząsteczki szukanej substancji na miliard innych cząsteczek będących w próbce!). Ma to zastosowanie w badaniach klimatu, monitorowaniu zanieczyszczeń, sterowaniu procesami przemysłowymi, wykrywaniu substancji niebezpiecznych czy diagnostyce medycznej.

Ponieważ każdy z kolorów światła generowanego przez GCO jest znany z bardzo dużą dokładnością, w ramach naszych badań pracujemy także nad urządzeniami do kalibracji spektrometrów astronomicznych przeznaczonych dla największych budowanych obecnie teleskopów optycznych. Dzięki takiej kalibracji możliwe będzie wykrywanie kolejnych planet poza Układem Słonecznym, poznanie składu ich atmosfer i (w dalszej perspektywie) poszukiwaniu na nich śladów życia.

Dlaczego fizyka w Toruniu? Ponieważ umożliwia pracę z ciekawymi, inteligentnymi ludźmi i pozwala na pełną swobodę naukową. Poza tym – lubię pierniki.

Żródło: