Znanost je povsod okoli nas

Dr. Petra Papež je raziskovalka v Laboratoriju za molekularno modeliranje na Kemijskem inštitutu in projektna menedžerka centra odličnosti EuroHPC JU MultiXscale.

Predstavite nam instrument, ki ga najpogosteje ali najraje uporabljate pri delu.

Svojega dela ne morem opravljati brez računalnikov. Uporabljam jih več, glavna razlika pa se skriva v njihovi računski zmogljivosti. Na primer, namizni računalnik uporabljam za razvoj in testiranje simulacijskih tehnik, predvsem odprte simulacije molekulske dinamike, ki temelji na Newtonovi fiziki in omogoča spremljanje časovnega razvoja gibanja molekul, ter vizualizacijo rezultatov. Za izvajanje in silico eksperimentov pa uporabljam superračunalnike. Superračunalnik si lahko predstavljamo kot množico med seboj povezanih računalnikov, ki zaradi svoje zmogljivosti omogočajo izvajanje računsko zahtevnih operacij v krajšem času.

Kako bi povprečno razgledanemu v največ sto besedah razložili, kaj raziskujete?

Ukvarjam se z razvojem in uporabo metode odprte molekulske dinamike kot virtualne ultrazvočne naprave in reometra. Pri tem z virtualno ultrazvočno napravo raziskujem odziv oziroma spremembe v interni dinamiki proteinov ob vzbujanju njihovih nizkofrekvenčnih lastnih načinov nihanja z ultrazvočnimi valovi v (sub-)THz frekvenčnem območju. In zakaj ravno nizkofrekvenčni lastni načini nihanja? Zato ker opisujejo kolektivno dinamiko proteinov in so tesno povezani z njihovo funkcijo in aktivnostjo. Z virtualnim reometrom pa proučujem vpliv strižnega toka različnih jakosti na strukturne spremembe in rotacijsko dinamiko bioloških makromolekul.

Zakaj imate radi znanost?

Znanost išče in ponuja odgovore ter je ključna za razvoj. Znanost se ne odvija samo v laboratorijih, temveč je povsod okoli nas. Njeni dosežki pomagajo oblikovati in olajšati naše vsakdanje življenje.

Kaj dobrega bi vaše delo lahko prineslo človeštvu?

Razvoj virtualne ultrazvočne naprave je pomemben korak naprej k simulacijam ultrazvoka na mikroskopski in makroskopski krajevni skali. Doseg teh je ključen za raziskave interakcije ultrazvoka z mikromehurčki in podmikronskimi plinskimi vezikli v bioloških tekočinah. Slednje bo omogočilo vpogled v z ultrazvokom vodeno dostavo zdravil, kar bo posledično prispevalo k razvoju in optimizaciji biomedicinskih ultrazvočnih aplikacij na varen, nadzorovan in hiter način. Omenila bi še, da smo omenjene metode implementirali v (skalabilne) odprtokodne simulacijske pakete, kar poleg njihove uporabe omogoča tudi njihov nadaljnji razvoj.

Kdaj ste vedeli, da boste raziskovalka?

Res je, da sem zelo radovedna, rada se učim novih stvari in se ne ustrašim izzivov, vendar ni bilo tako, da bi že od mladih nog vedela, da bom postala raziskovalka. Za to pot sem se odločila šele med študijem, ko sem se spoznala z raziskovalnim delom in imela priložnost sodelovati z izjemnimi raziskovalci.

Kaj zanimivega poleg raziskovanja še počnete?

Zelo rada sestavljam sestavljanke vseh velikosti, motivov in oblik. Pogosto pa me najdete v naravi, kjer s kolesom raziskujem manj in bolj skrite kotičke Slovenije.

Kaj je ključna lastnost dobrega znanstvenika?

Nedvomno je to vztrajnost, saj raziskovalno delo ne gre vedno po načrtih. Dodala bi še eno lastnost, in sicer radovednost.

Katero bo najbolj prelomno odkritje ali spoznanje v znanosti, ki bo spremenilo tok zgodovine v času vašega življenja?

Menim, da pri razvoju novih antibiotikov. Bakterije so proti njim vse bolj odporne, kar otežuje zdravljenje okužb in prinaša tveganje pri medicinskih posegih.

Bi odpotovali na Mars, če bi se vam ponudila priložnost?

Vsekakor.

Na kateri vir energije bi stavili za prihodnost?

Ne prihajam ravno s področja energetike, a bi se na tem mestu odločila za jedrsko energijo. Je vir nizkoogljične energije in omogoča dolgoročno samooskrbo.

S katerim znanstvenikom v vsej zgodovini človeštva bi šli na kavo?

Z Jamesom Watsonom, Francisom Crickom, Mauriceom Wilkinsom in Rosalind Franklin, in sicer zaradi odkritja deoksiribonukleinske kisline oziroma »molekule življenja«.

Katero knjigo, film, predavanje, spletno stran s področja znanosti priporočate bralcu?

Priporočila bi mu poljudnoznanstvene knjige, kot so Kratka zgodovina časa Stephena Hawkinga, In Search of Schrödinger's Cat Johna Gribbina in DNK: Skrivnost življenja Jamesa D. Watsona in Andrewa Berryja ter revijo Scientific American.

Česa ne vemo o vašem področju, pa bi nas presenetilo?

Zanimivost bo bolj s tehničnega področja. Najbolj razširjeni arhitekturi procesorjev x86 (ta poganja večino računalnikov) in ARM (ki poganja pametne telefone) nista prosto dostopni. A na voljo so tudi odprte ukazne arhitekture, ki so sicer manj znane. Ena izmed njih je RISC-V, ki doživlja rast uporabe na številnih področjih, od visokozmogljivega računalništva in strojnega učenja do podatkovnih centrov in vgrajenih sistemov.