»Za nove raziskovalne ideje ni ovir«

Doktorja Petra Križana, ki ga znanstvena javnost pozna kot profesorja na Fakulteti za matematiko in fiziko Univerze v Ljubljani, predsednika Znanstvenega sveta pri ARIS, raziskovalca na Institutu Jožef Stefan, tehničnega koordinatorja eksperimenta Belle II v Cukubi na Japonskem ter gostujočega profesorja na Univerzi v Nagoji, smo lovili med Namibijo in Japonsko in ga po pristanku na Japonskem tudi ujeli. Po menda udobnem, čeprav dolgem letu.

Potem ko je prof. dr. Križan pred tremi leti pridobil projekt ERC za uveljavljene raziskovalce z naslovom FAIME, v okviru katerega s svojo raziskovalno skupino raziskuje nove pojave v fiziki osnovnih delcev, je v začetku letošnjega leta pridobil še projekt ERC za potrditev koncepta raziskav (ERC Proof of Concept) in za hitrejši prehod v inovacije.

Financiranje je pridobil za projekt CherPET (Cherenkov light for total-body Positron Emission Tomography), namenjen razvoju nove vrste detektorjev za pozitronsko tomografijo. Omenjeni projekt sicer nadgrajuje raziskovalni projekt FAIME. Križan je s tem postal peti slovenski nosilec projekta ERC, ki je pridobil tudi dodatno podporo za razvoj inovativnih potencialov svojih raziskav. Z njim smo se pogovarjali o raziskovanju, a tudi malo o čaju.

Pozitronska emisijska tomografija (PET) je vrsta nuklearno-medicinskega slikanja, ki je pomembna diagnostična metoda. V projektu CherPET si prizadevate za razvoj novih vrst detektorjev za PET. Kakšnih – oziroma kaj si obetate (se nam obeta) od uspešne raziskave?

Pozitronska tomografija je ena od pomembnejših metod medicinskega slikanja. Vendar je aparatura draga, zato ni dosegljiva za vsako večjo bolnišnico. Obenem se pojavlja nov trend, sočasno slikanje celotnega telesa, kjer aparatura stane še bistveno več, deset milijonov evrov in več. Pri obeh ovirah napredka v medicinski diagnostiki bi pomagalo, če bi lahko proizvajali cenejše sestavne dele. Srce aparature za pozitronsko tomografijo in njen najdražji del so detektorji žarkov gama. Tu smo pred leti dobili odlično idejo pri našem razvoju detektorjev za raziskave v fiziki delcev, kjer za določanje identitete delcev, ki so nastali pri reakciji na pospeševalniku, uporabljamo sevanje Čerenkova. Gre za pojav, pri katerem nabiti delec seva svetlobo, ko leti skozi snov. Ta pojav bi lahko uporabili tudi pri detekciji žarkov gama, kar bi pocenilo aparaturo za pozitronsko tomografijo. Aparatura bi bila tudi hitrejša in zato bolj zmogljiva. Načrtujemo, da bo projekt CherPET prispeval pomemben korak do izvedbe takšne aparature.

Kako točno se projekta CherPET in FAIME dopolnjujeta?

Projekt CherPET je srečna kombinacija naših raziskav na področju fizike osnovnih delcev, ki so pripeljale do projekta FAIME, in raziskav, ki smo jih bolj ali manj v prostem času in z malo sredstvi izvedli ob našem rednem delu. Projekt FAIME na področju fizike osnovnih delcev je pomembno okrepil našo ekipo in dal nove spodbude, bil pa je tudi pogoj za prijave projekta CherPET »Proof-of-Concept«. Za projekt CherPET, ki ga bomo začeli izvajati oktobra letos, pa pričakujemo, da bo prispeval nove ideje za razvoj eksperimentalnih metod v projektu FAIME, saj bo detektor žarkov gama uporabljal enak senzor za svetlobo, kot ga nameravamo uporabljati v detektorju svetlobe Čerenkova na Japonskem.

Pred kratkim ste izjavili, da je idejo za nadaljevanje projekta smiselno prijaviti takoj, ko se oblikuje. Kaj vas je usmerilo prav v razvoj novih detektorjev za PET? Gre tu za notranjo logiko »temeljnega« projekta ali za zunanje indice, morda kombinacijo obojega?

Moje raziskave so izrazito temeljne z rezultati, ki bodo mogoče kdaj v bodočnosti imeli neposreden vpliv na družbo. Pri tem pa bi vendarle rad prispeval tudi kakšno spoznanje, ki bi lahko že kratkoročno prineslo korist. Med takšne gotovo sodi morebitni napredek v medicinskem slikanju, ki me je vedno močno zanimalo. Podobne želje ima tudi precej mojih kolegov po svetu.

Zamišljam si, da je bila prijava petletnega raziskovalnega projekta FAIME, ki ste ga pripravili s sodelavci na Institutu Jožef Štefan in na Fakulteti za matematiko in fiziko UL, izjemno zahtevna. Toda to verjetno ne pomeni, da je bila druga kandidatura mačji kašelj? Ali pač?

Tudi druga prijava ni bila enostavna. Pomagalo je, da smo že precej let z zelo omejenimi sredstvi – in zato na »majhnem ognju« – raziskovali na področju prenosa uporabe naših detektorjev v fiziki delcev na področje medicinskega slikanja. Naslednja srečna okoliščina je bila ustanovitev raziskovalne skupine za področje medicinske fizike na FMF UL, kar nam je prineslo mesto podoktorskega raziskovalca in dveh odličnih mladih raziskovalcev. Naslednja srečna okoliščina pa je bila naše mednarodno sodelovanje z vrhunskimi raziskovalci na obeh straneh Atlantika, ki je prineslo nove ideje.

Glede na to, da ste leta 2020 že bili član bruseljskega panela, ki je ocenjeval predloge ERC projektov znanstvenikov na začetku kariere, verjetno razumete parametre, ki tovrstne komisije prepričajo?

Seveda takšna izkušnja zelo pomaga. Sam sem sicer ocenjeval projekte znanstvenikov na začetku samostojne kariere, kar se gotovo razlikuje od ocenjevanja predlogov uveljavljenih znanstvenikov. Vedel sem, da mora biti ideja zelo zanimiva, da se mora predlagatelj prepričljivo predstaviti in da mora biti jasno, da je predlagatelj najbolj primeren, da projekt izvede.

Del raziskave FAIME poteka na Japonskem, v pospeševalniku SuperKEKB na inštitutu KEK v Cukubi. Velja potemtakem to tudi za CherPET? Kako poteka ta raziskava? Sodeluje pri njej ista ali nekoliko razširjena raziskovalna ekipa?

Raziskave pri projektu CherPET potekajo izključno v našem laboratoriju v Ljubljani. Obsegajo simulacijo različnih možnih konfiguracij detektorja in njegovo optimizacijo, testiranje zelo občutljivih senzorjev za svetlobo Čerenkova in razvoj metod za rekonstrukcijo slike proučevanega organa na podlagi zadetkov na detektorju žarkov gama. Ekipa, ki pri tem sodeluje, se samo delno prekriva z ekipo, ki raziskuje pri projektu FAIME, se pa z njo redno pogovarja in izmenjuje mnenja na tedenskih sestankih.

Ob neki priložnosti ste poudarili, da je celoten projekt nastajal 12 let in je izrazito timsko delo. Je popularna predstava o znanstvenih solistih, ki odkrijejo »prebojno stvar«, po vaši oceni napačna? Se taki čudeži v znanosti sploh dogajajo?

Projekt CherPET na temo pozitronske tomografije je lep primer izrazito timskega dela. Osnovno idejo je imel Samo Korpar pred dvanajstimi leti, Rok Dolenec je nato na tej temi opravil doktorat, Rok Pestotnik pa je skupaj s partnerji z univerze v Barceloni, inštituta v Trentu in klinike univerze Harvard dobil velik evropski projekt, ki je bil nato odskočna deska za projekt CherPET. Pomemben element je bilo tudi sodelovanje z raziskovalno skupino na področju medicinske fizike, ki jo na fakulteti za matematiko in fiziko vodi Robert Jeraj.

Seveda so možni tudi znanstveni solisti, vendar jih je vedno manj. Pri eksperimentalnih raziskavah tak način dela sploh ni več mogoč, pa tudi teoretske raziskave postajajo čedalje bolj delo skupin.

Povezani ste tako s slovenskimi kot japonskimi in švicarskimi znanstveniki ter, kot ste nekoč zapisali, uživate v diskusijah s študenti. Se raziskovalne ideje oblikujejo tudi tako, mimogrede, na hodnikih fakultet in inštitutov?

Ja, za nove raziskovalne ideje ni ovir, nastajajo v pisarni, za računalnikom, med smučarskim tekom, predvsem pa med diskusijami ob seminarjih, klepeti na hodniku, med odmori s kavo na konferencah, pa tudi med diskusijo ob koncu dneva ob kozarcu piva.

Kaj pa vaša ljubezen do zelenega čaja? Se je ta zganila med vašim delom na Japonskem ali ima daljši zgodovino?

Moje pitje zelenega čaja je seveda povezano z Japonsko, malo pa tudi s potrebo, da pijem manj kave. Imam nizek pritisk, pa si domišljam, da mi čaj ali kava pomagata pri ustvarjalnem delu. Eden izmed nujnih opravkov med mojimi raziskovalnimi bivanji v Cukubi je zato tudi nabava zelenega čaja različnih vrst in v različnih oblikah.