Sara Vanovac: manjak žena u fizici mi nije bio prepreka, nego motivacija!

Sara Vanovac, mlada fizičarka koja se izborila za poziciju na doktorskom studiju pri prestižnom Caltech-u (The California Institute of Technology) pričala nam je o svom putu u naučne vode, inspiraciji i načinu studiranja u SAD. Njena britkost, promišljenost, savršeni maniri i način na koji bira riječi, plijene.

Rođena je u Beogradu, a odrasla u Istočnom Sarajevu. Njen put do SAD-a bio je rezultat želje za radom na istraživanjima iz fizike. Sara je završila fiziku, matematiku i kompjuterske nauke, postavši učenica generacije. Radila je na istraživačkim projektima i objavila niz naučnih radova. Radila je istraživanja iz fizike i matematike na Santa Fe Institutu u Novom Meksiku i Institutu za Teoretsku Fiziku u Leipzigu, a učestovala je i u Ljetnoj školi fizike visokih energija koju CERN organizira u Sarajevu. Sve to je rezultiralo pozivom na Caltech, gdje trenutno radi na doktoratu.

2023.  je u Sarajevu održala i predavanje u sklopu Futures Leaders Summit (FLS) u organizaciji BH Futures Foundation.

„FLS je bilo moje prvo javno predavanje o nauci i pozitivno sam se iznenadila kako je dobro prihvaćeno. Uvijek možete primijetiti koliko ste dobro uspjeli objasniti temu prema tome koliko ljudi ima pitanja nakon predavanja. I pitanja nisu prestajala ni dan nakon mog izlaganja”, kazala je Vanovac.

NG: Kako si saznala za program stipendiranja u SAD?

Tokom trećeg razreda srednje dok sam bila na razmjeni u Italiji, susrela sam se sa idejom da SAD nudi studentima već na fakultetu da rade na istraživačkim projektima, što je meni bilo jako važno. Nakon povratka u BiH, poslala sam prijave na 20 univerziteta u SAD-u. Iako sam primljena na većinu, odlučila sam se za Furman University zbog finansijskih razloga. Oni su mi dali punu stipendiju za sve 4 godine, smještaj i hranu, a radila sam u IT servisu na kampusu kako bih pokrila ostale životne troškove. Kada gledam unazad, mislim da je taj prvi korak, odlazak na fakultet u SAD, bio najteži. Jer ja sam zapravo samo trebala priliku da se dokažem. Na Furmanu sam za 4 godine završila fiziku, matematiku, i kompjuterske nauke iz kojih sam bila učenik generacije, radila sva tri ljeta na istraživačkim projektima i objavila par radova. Naučni radovi su glavni razlog zašto sam završila na Caltech-u.

 

NG: Koji su tvoji omiljeni fizičari, a koji naučnici uopšte. Jednom si spomenula Feynmana, koji je također jedan od mojih omiljenih naučnika, ko još? Koje žene u nauci su ti bile uzori?

Nažalost, ja nisam odrasla u sredini gdje su se ljudi bavili i zanimali naukom tako da dok sam odrastala nisam imala mnogo naučnika na koje bih se mogla ugledati. Richard Feynman je bio možda jedini fizičar za kojeg sam se zanimala dok sam bila mlađa. Feynman je, poput mene, bio inspirisan od strane svog oca da postavlja pitanja i izaziva materijal koji je učio u školi. Moj otac bi me tokom letnjih raspusta pitao da mu ispričam šta sam razumela iz mojih kurseva matematike i fizike. Nikada nije bio zadovoljan samo definicijom koju bih recitovala, već bi me podstakao da dublje razmišljam o konceptima i kako su oni povezani. Nikada nisam razgovarala sa ocem o ovome, ali sada se pitam da li je bio svestan Feynmana i njegove priče. Nažalost, nisam imala ženskih uzora u nauci dok sam bila u srednjoj školi i na fakultetu i to je jedan od razloga zašto danas često pričam o tome. Reprezentacija žena u nauci je neverovatno važna.

NG: Nekad se spominje kako je manje žena u nauci jer ne vide žene kao uzore, role models, pa misle da žene ne mogu da se bave ozbiljnom naukom. Kako je to kod tebe išlo? Da li te je to obeshrabrivalo?

Ima ona slika sa Solvay Conference iz 1927… Ja o toj slici jako često razmišljam jer i danas, u 2024. dosta često se desi da sam jedina žena u sobi. Definitivno mislim da nedostatak ženskih uzora u nauci, posebno u oblastima poput fizike, može biti faktor koji odvraća mnoge devojke od izbora karijere u ovom polju. U mom slučaju, imala sam sreću da me je otac još kao malu devojčicu ohrabrivao da pokušam sve što se smatralo teškim. Često se šalim da me je odgajao kao sina, a ne kao kćerku, jer me je ohrabrivao da budem nezavisna, da razmišljam svojom glavom, da sanjam velike snove, zaista velike, i da verujem da mogu postići bilo šta. Moja majka je, s druge strane, bila upravo primjer žene koja je jaka i nezavisna. Manjak žena u fizici ne samo da mi nije bio prepreka, već mi je pružio dodatnu motivaciju. Već od rane mladosti razvila sam snažno samopouzdanje koje me i danas vodi kroz život. Rekla bih da je moja sposobnost da vjerujem u sebe i kada svi u mene sumnjaju upravo razlog zašto sam došla do svega ovoga.

NG: Od kada si zavoljela nauku, i fiziku posebno? Kako su na to utjecali tvoji roditelji, nastavnici, profesori?

Znala sam da ću se baviti fizikom još od malih nogu. To je sada već kliše u zajednici fizičara i svi se nasmejemo kad neko to kaže, ali je istina. Moj otac, koji je bio entuzijasta fizike, učio me je o atomima i njihovoj strukturi kad sam imala 5 godina. Znala sam da atom čini jezgro koje sadrži protone i neutrone, i elektrone koji kruže oko njega. Sanjali smo o danu kada ću shvatiti kako da izgradim nuklearnu elektranu zasnovanu na nuklearnoj fuziji i promenim svet. Zapravo, kada sam počela fakultet, želela sam da se bavim nuklearnom fizikom, a moj prvi istraživački projekat bio je izgradnja instrumentacije sa niskim budžetom za istraživanje nuklearne fizike. Što se tiče osnovne i srednje škole, stvarno ne mogu da kažem da sam imala pozitivna iskustva sa nastavnicima koji su nas učili fiziku. Zato sam o tome sa tatom preko ljeta uvijek pričala. Imala sam odlične nastavnike matematike i to mi je mnogo pomoglo kada sam počela fakultet, ali u sredini u kojoj sam odrasla biti devojka koja ima sve petice nije bilo smatrano posebnim. Barem meni nije tako izgledalo. Od mene se očekivalo da budem dobra devojčica koja uči i ima sve petice. Od devojčica se to očekuje i niko to ne doživljava kao nešto posebno, ali kad dečaci imaju petice, onda ih se gura i imaju posebnu pažnju. Tek kada sam došla na fakultet i kada sam imala priliku da se u potpunosti posvetim fizici sam bila primećena od strane profesora. Dobila sam dosta podrške od njih i svako sam ljeto bila finansirana da radim istraživanja iz fizike i matematike na različitim institutima kao što su Santa Fe Institut u Novom Meksiku i Institut za Teoretsku Fiziku u Leipzigu, u Njemačkoj.

NG: Koji je fokus tvog istraživanja sad? Spomenula si mi quantum scars, fenomen za koji ne znam ni da li ima prevod kod nas, kao kvantni ožiljci? Šta je to? Kakva je uloga  kvantnih ožiljaka tj. quantum scars u kontekstu kvantne teorije haosa?

Pitanje koje me je oduvek zanimalo je “Zašto je zbir veći od njegovih delova”. Kada pogledam složenost i povezanost u svetu oko nas, pitam se kako sve to proizilazi iz osnovnih gradivnih blokova čije ponašanje razumijemo pomoću fizike. Kada dodate interakcije između tih gradivnih blokova, dobijate ponašanja koja nijedan od gradivnih blokova sam po sebi nema i meni je to fascinantno. Dakle, mene interesuju novi fenomeni na nivou kvantne fizike, dakle jako male fizičke distance.

Trenutno radim na dva projekta. Oba su prilično apstraktna, s tim što je jedan duboko ukorenjen u matematici, ali evo suštine: Na mikroskopskom nivou, objekti poput atoma prate pravila kvantne mehanike, dok svakodnevni objekti, poput fudbalske lopte, prate klasičnu mehaniku. U fizici postoji princip (correspondence principle) koji sugeriše da na određenoj skali (in the limit of large quantum numbers) ove dve oblasti treba da konvergiraju (the two theories should match). Moj istraživački rad se fokusira na fenomene poput kvantnih ožiljaka, koji izazivaju ovaj princip. Nadam se da ću proučavajući ove fenomene bolje razumeti kako klasični svet u kojem živimo proizilazi iz kvantnog.

Kvantni ožiljci su posebne strukture koje se pojavljuju u određenim kvantnim sistemima. U potpuno haotičnom sistemu, distribucija kvantnih stanja treba da bude ravnomerno raspoređena. Kvantni ožiljci predstavljaju anomalije u ovoj distribuciji.

U kvantnoj teoriji haosa, kvantni ožiljci ukazuju na to da čak i u sistemima koji ispoljavaju haotično ponašanje mogu postojati elementi reda i predvidljivosti. Ovi ožiljci su neka vrsta “otisaka prstiju” ranijih dinamičkih događaja u sistemu, koji imaju trajan uticaj na njegovo sadašnje stanje. Kvantni ožiljci sugerišu da kvantni sistemi možda nisu uvek potpuno haotični kako se to ranije mislilo. To može imati značajne implikacije za razumevanje temeljnih principa kvantne fizike, kao i za praktične primene u kvantnim tehnologijama, poput kvantnog računarstva, gde kontrola i predvidljivost kvantnih stanja igraju ključnu ulogu.

Da objasnim na malo jednostavniji način. Ožiljak je nešto trajno što se ne mijenja kroz vrijeme.

U smislu kvantne fizike, ožiljak je kao ‘memorija’. To je konfiguracija koja je stabilna i dobro uhodana tako da sistem ne može da siđe sa nje i ostaje u putanji definisanoj ožiljkom. Dakle, na neki način, ima sjećanje na početnu konfiguraciju jer čini periodično kretanje. Ovo se često poredi sa putanjama planeta. Planete mogu da se kreću bilo kojom putanjom u svemiru ali pod pravim uslovima će se naći u stabilnoj periodičnoj putanji. Ožiljak je sličan tome, ali na kvantnom nivou ne pričamo o putanjama nego o vjerovatnoćama da će se sistem naći u određenom stanju. Dakle, kada bi mogli napraviti kvantni sistem koji ima ožiljak koji možemo uzeti za početnu konfiguraciju, teoretski, mogli bi tačno predvideti evoluciju tog kvantnog sistema što bi bilo veoma korisno za kvantne kompjutere.

NG: Jesam li dobro razumjela i da se baviš nekim egzotičnim stanjima tvari, kondenzatima, ali i quantum many body physics te kvantnom informacijom? O čemu se tu radi?

Da, moje istraživanje obuhvata egzotična stanja materije, uključujući kondenzate, kao i kvantnu mehaniku mnogih čestica i kvantnu informaciju. Ove oblasti istražuju kompleksne interakcije unutar kvantnih sistema i imaju potencijal da promene naše razumevanje osnovnih principa fizike.

Ja se najviše bavim kvantnom mehanikom mnogih čestica koje studiram kroz teoretske modele i simulacije. Proučavam sisteme u kojima mnogo kvantnih čestica, poput atoma ili elektrona, međusobno interreaguje. Ovo polje je ključno jer nam pomaže da razumemo složene kvantne fenomene koji se javljaju u materijalima, kao što su superprovodljivost i magnetizam. Razumevanje ovih interakcija je od suštinskog značaja za razvoj novih tehnologija, uključujući kvantne kompjutere i napredne materijale. Fascinirana sam činjenicom da možemo realizovati nove faze materije kroz kvantnu fiziku mnogih tela. Interesuje me otkrivanje i razumevanje ovih novih faza, koje su rezultat složenih interakcija na kvantnom nivou.

NG: Ti zapravo nisi ni imala priliku upoznati bh. sistem visokog obrazovanja. Ali pretpostavljam da znaš neke stvari i kako to ide. Šta misliš da su najveće razlike između američkog i bosanskog sistema? Koje su prednosti američkog?

Američki sistem nudi široke mogućnosti za istraživanje i pristup naprednim tehnologijama. Kod nas se uči samo teorija i štivo se “buba napamet”, dok je u Americi fokus na tome da se kroz projekte i istraživanje razvijaju vještine i znanje. Kod nas se ljudi bas drže toga da je bitno znati mnogo činjenica napamet, ali ja mislim da su kreativnost, ability to transfer skills and knowledge from one field to another, effective collaboration, ability to communicate science, ability to write all maybe even more important. Američki sistem je takođe mnogo više fokusiran da pomogne studentu i fokus je na studenta. Profesori drže vrata otvorena i uvijek se može ući u njihovu kancelariju da se popriča sa njima. Tretiraju studente na jednakom nivou sa sobom. Nisam bila na našim fakultetima ali mi djeluje da to nije slučaj kod nas i da postoji veliki hijerarhijski jaz između profesora i studenta.

Ja cijenim kod našeg sistema to što je kraći i više fokusiran. Američki liberal arts university je kao gimnazija plus fakultet; pored glavnog kursa studija moraš takođe položiti određen broj predmeta iz drugih polja kao što su istorija, svjetska kultura, antropologija, fizičko vaspitanje i tako dalje sto sam ja lično smatrala pomalo nepotrebnim nakon 4 godine gimnazije. Kod nas je fakultet mnogo fokusiraniji i studije traju kraće. U Americi, moj doktorski program traje između 5 i 7 godina gdje je 5.8 godina prosjek. S druge strane, doktorske studije su plaćene. Dakle ja kao asistent na fakultetu imam platu koja mi je dovoljna na pokrijem troškove stanarine, hrane i tako dalje.

Druga stvar na američkim fakultetima jeste da nude mnogo više programa razmjene i ljetnih programa istraživanja i prilika za stipendije. Moj fakultet mi je čak par puta dao stipendije da odem negdje i radim istraživanja. Takođe imaju fond za konferencije, tako da sam tokom fakulteta išla na barem četiri konferencije godišnje plaćene od strane fakulteta. S obzirom da se živi na kampusu, jako je lijepa i sigurna sredina. S druge strane, ponekad se čovjek osjeća pomalo izolovan od realnosti života ljudi izvan zidova kampusa. Taj akademski “bubble” u kojem mi živimo je jako protected i jedna jako pozitivna, inspirativna, supportive sredina koja ne slika ispravnu sliku života u Americi.

NG: Kako sve to izgleda na Caltechu? Kako biraš mentora i temu za istraživanje, kako te administrativno vode i mentorišu kao mladu naučnicu?

Na Caltechu, proces odabira mentora i istraživačke teme je kombinacija ličnih interesovanja i saveta starijih studenata. Caltech je jako opušten što se tiče očekivanja i birokratije. Njihova polisa je da dovedu najbolje od najboljih i da ih onda puste da rade šta žele i kako žele tako da nema mnogo formalnih zahteva i smernica. Nekima je to najteži dio doktorata; priviknuti se tome da sada moraju sami da stvaraju plan i program i da nezavisno rade i smišljaju projekte. Mnogi ljudi su jako dobri studenti i odlično prate upute ali to ne znači da će biti dobri istraživači. Ocjene zapravo nisu dobro mjerilo u ovom slučaju. Caltech je unikatan na druge načine takođe. Na trenutnoj top 10 listi najboljih univerziteta na svijetu primetićete da je upečatljivo najmanji, što stvara malo drugačiju sredinu jer su svi ljudi koje tu vidite najbolji u svom polju.

Ja kad sam došla na Caltech sam radila dvije rotacije; to znači da sam radila na dva manja projekta sa dva profesora da bih vidjela da li mi se sviđa šta rade i da li mi godi njihov stil mentorstva. Nažalost, ni jedan od ta dva mi se nije svidio tako da sam onda u zimskoj četvrtini polagala dodatnih predmeta jer se nisam mogla odlučiti između high energy i condensed matter fizike. Tad sam počela pričati sa profesorom koji je predavao statističku mehaniku jer mi je to bio omiljeni predmet i njegovo istraživanje mi se svidjelo. U proljeće smo započeli projekat i onda sam radila sa njim preko ljeta. Nakon ljeta sam odlučila da se pridružim njegovoj grupi i sa njim planiram da radim doktorat.

Dakle, biranje mentora i teme su jako lična stvar i svako ima drugačiji put. Takođe, jer je Caltech tako mali, često se dogodi da student želi da radi sa određenim profesorom a bude ih više nego sto on može primiti te godine tako da postoji određena konkurencija i neizvesnost i nakon što se dođe na Caltech. Ja sam imala dosta iskustva sa menjanjem grupa i pošto sam takođe završila kompjuterske nauke i znam da programiram nisam imala to iskustvo da me profesor odbije ili da ne želi da radi sa mnom. Ove godine na primjer 5 studenata želi da se pridruži grupi moga profesora ali on ima mjesta za samo jednog.

NG: Kakav je tu sistem podrške mladim ženama u nauci?

Nema mnogo posebnih programa iako ima nekih kao što su stipendije i konferencije za žene u nauci. Ali, definitivno se mnogo više priča o tome zašto treba podržavati žene u nauci i svi su podstaknuti da imaju otvorenije vidike i da budu prihvatljivijih stavova. Sistem nije savršen i definitivno je potrebno mnogo više podrške pogotovo za žene koje žele da osnuju porodicu.

NG: Ali kako si na kraju završila na prestižnom Caltechu?

Zamalo se nisam ni prijavila na Caltech. Moj stari naučni savjetnik morao je insistirati i uvjeriti me da se prijavim. Pretpostavljam da je u meni vidio više potencijala nego što sam ja tada vidjela u sebi. Znam da bi to nekima moglo zvučati glupo s obzirom na to koliko se ambiciozno činim s obzirom na to gdje sam sada, ali nikad mi nije bio cilj biti u najboljoj školi ili biti najbolji, tačka. Sve što sam želela kada sam imala 17 godina bila je prilika da se bavim onim što volim i da pritom ne budem na teret roditeljima. Dakle, kada sam se prijavljivala na fakultete ciljala sam na škole koje su bile rangirane od 20 do 40 i koje bi me mogle stipendirati. Znala sam da ću se, ako dobijem priliku, moći dokazati bez obzira koju školu pohađala, što sam i učinila. Radila sam 20 sati sedmično sve četiri godine na koledžu dok sam studirala tri smjera: fiziku, primijenjenu matematiku i informatiku. Završila sam za četiri godine na zgražanje svojih profesora dok sam objavljivala brojne radove u naučnim časopisima. Zbog toga sam uspela upisati Caltech uprkos tome što sam dolazila s manje poznatog koledža i imala manje tradicionalan put od većine mojih kolega. U istraživanju je jedino važno možete li proizvesti nove ideje i riješiti nove probleme o kojima udžbenici ne podučavaju. Zahtijeva znatiželju, nezavisnost, upornost i sposobnost suočavanja s čestim pogreškama. Također morate biti nevjerovatno samomotivirani jer, za razliku od škole, nema rokova, ocjena ili smjernica. To je zapravo ono što volim kod istraživanja.