My Science Life:James Kubicki, Τμήμα Γεωλογικών Επιστημών

Καλώς ήρθατε στη λειτουργία My Science Life του Δρ. James Kubicki. Ο James Kubicki είναι επί του παρόντος Πρόεδρος του Τμήματος Γεωλογικών Επιστημών και του διεπιστημονικού προγράμματος Environmental Science στο UTEP.

Η ακαδημαϊκή του πορεία τον πήρε από την προπτυχιακή εργασία στο CSUF, Ph.D. από το Yale με έρευνα που πραγματοποιήθηκε στο Carnegie Geophysical Laboratory (με τον Russell Hemley), μεταδιδακτορικά ραντεβού στο Caltech (υπό τον Geoff Blake και τον Ed Stolper) και το Ναυτικό των ΗΠΑ (υπό την Sabine Apitz) και μια θέση σχολής στο Penn State. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, η έρευνά του περιλάμβανε τη δομή του τήγματος υψηλής πίεσης, την τήξη, τη δημιουργία πυρήνων και τις πτητικές ουσίες στα μάγματα, την ανθεκτικότητα των οργανικών ρύπων, την προσκόλληση βακτηρίων-ορυκτών, την αρχιτεκτονική του κυτταρικού τοιχώματος των φυτών και τη χημεία της επιφάνειας των νανοσωματιδίων.

Το πρωταρχικό θέμα σε όλες αυτές τις μελέτες ήταν η κατανόηση των μηχανισμών γεωχημικών αντιδράσεων που ελέγχουν τους ρυθμούς των διεργασιών στο περιβάλλον. Για να ακολουθήσει αυτό το μονοπάτι, ο Kubicki βασίστηκε στην υπολογιστική χημεία και τη φασματοσκοπία για να μάθει λεπτομέρειες της μοριακής δομής, ειδικά σε συστήματα με σημαντική διαταραχή (π. Απολαμβάνει μια συλλογική προσέγγιση για να συνδυάζει την τεχνογνωσία των συναδέλφων για να αποκτήσει μια πιο ολοκληρωμένη άποψη της χημείας στα συστήματα ενδιαφέροντος.

Αγαπημένη προσφορά

[infobox maintitle=”William Blake” subtitle=”Για να δείτε έναν κόσμο σε έναν κόκκο άμμου

Και ένας παράδεισος σε ένα άγριο λουλούδι,

Κρατήστε το Infinity στην παλάμη του χεριού σας

Και η αιωνιότητα σε μια ώρα.
” bg=”πορτοκαλί” χρώμα=”μαύρο” αδιαφάνεια=”on” space=”30″ σύνδεσμος=”χωρίς σύνδεσμο”]

Αυτό είναι ένα αγαπημένο απόφθεγμα επειδή οι γεωχημικοί και οι ορυκτολόγοι το κάνουν αυτό σε καθημερινή βάση. Για υπολογιστικούς χημικούς που εργάζονται σε femtoseconds (10 δευτερόλεπτα), μια ώρα μπορεί πρακτικά να είναι μια αιωνιότητα.

Τι είναι μια τυπική μέρα για εσάς;

Η μέρα μου μοιράζεται σε διοίκηση, έρευνα και διδασκαλία. Ευτυχώς, έχουμε ένα εξαιρετικό προσωπικό στο Τμήμα Γεωλογικών Επιστημών στο UTEP (Kristen Gonzalez, Carlos Montana, Joel Gilbert, Annette Veilleux, Amber Bruner), οπότε μεγάλο μέρος της διοίκησης μπορεί να ανατεθεί. Απολαμβάνω επίσης την ισχυρή συμμετοχή των 20 σχολών μας στο τμήμα. Κατά συνέπεια, υπάρχει ακόμα χρόνος κάθε μέρα για να συνδεθείτε και να εκτελέσετε υπολογισμούς, να αναλύσετε τα αποτελέσματα και να εργαστείτε σε έγγραφα και παρουσιάσεις. Η διδασκαλία μη επιστημονικών ειδικοτήτων παρέχει την ευκαιρία να επικοινωνήσουμε γιατί πρέπει να ανησυχούμε για την περιβαλλοντική πολιτική και την επιστήμη που την ενημερώνει.

Το καλύτερο μέρος της δουλειάς μου είναι να δουλεύω ένας προς έναν με τους μαθητές γιατί μπορείς να καταλάβεις αμέσως την πρόοδό τους και να μάθεις από τις ερωτήσεις τους. Ένα Ph.D. Ο φοιτητής, Jason Boettger, μόλις υπερασπίστηκε τη διατριβή του, η οποία δίνει σε κάποιον μια μεγάλη αίσθηση ικανοποίησης επειδή ξέρετε ότι κάποιος έχει επιτύχει έναν μακροπρόθεσμο στόχο, ενώ έχει αποκτήσει δεξιότητες και γνώσεις που μπορούν να τον προωθήσουν. Η συνεργασία με μαθητές από άλλες ομάδες είναι μια ευκαιρία που σπάνια χάνω, επειδή η μοριακή μοντελοποίηση παρέχει γνώσεις που δεν παρέχει η επιτόπια και η εργαστηριακή έρευνα. Η συμπληρωματικότητα αυτών των προσεγγίσεων κάνει καλύτερους επιστήμονες.

Πείτε μας για την έρευνά σας

Οι τοξικές επιδράσεις των ρύπων στο περιβάλλον μας εξαρτώνται από τη φύση του στοιχείου ή της ένωσης και από τη μορφή που παίρνει. Για παράδειγμα, η εργασία σε πολυκυκλικούς αρωματικούς υδρογονάνθρακες (PAHs) έδειξε ότι μπορεί να είναι τοξικοί και καρκινογόνοι, αλλά στο πεδίο, η δέσμευση σε αιθάλη ή οργανικές μήτρες μπορεί να τους καταστήσει λιγότερο βιοδιαθέσιμους και να μειώσει την πιθανή επίδρασή τους στους οργανισμούς. Γενικά, μου αρέσει να βρίσκω ανθρώπους που ενδιαφέρονται για επιτακτικά προβλήματα στον πραγματικό κόσμο που μπορούν να επωφεληθούν από τη διορατικότητα σε μοριακό επίπεδο. Η Susan Brantley (Πεν Στέιτ) ήταν εξαιρετική για αυτό γιατί πάντα καινοτομεί στον τομέα και στο εργαστήριο.

Η έρευνα και η διδασκαλία μαζί της ήταν μια από τις χαρές της καριέρας μου. Συχνά τα εργαστηριακά πειράματα και οι αναλύσεις μπορεί να έχουν πολλαπλές ή διφορούμενες ερμηνείες. Εδώ η υπολογιστική χημεία μπορεί να δοκιμάσει διάφορες προτεινόμενες εξηγήσεις και να παρέχει ένα αντικειμενικό μέτρο για την ανάθεση της ειδογένεσης σε φάσματα ή άλλα πειραματικά δεδομένα. Οι συνεργασίες με ένα ευρύ φάσμα επιστημόνων πάντα με διδάσκει κάτι νέο με βοηθά να συνεχίσω να κοιτάζω τον κόσμο με νέα μάτια.

Ποιες είναι μερικές από τις μεγαλύτερες προκλήσεις στον τομέα σας;

Τεχνικά, η εκτέλεση κβαντομηχανικών προσομοιώσεων σε μοντέλα αρκετά μεγάλα (π.χ. 10 K άτομα) για αρκετό καιρό (π.χ. 1 χιλιοστό του δευτερολέπτου) είναι μια μεγάλη πρόκληση. Μια σημαντική ανακάλυψη που θα επέτρεπε την εκτέλεση αυτού του τύπου προσομοίωσης σε κανονική βάση θα διεύρυνε δραματικά τις δυνατότητές μας. Ευτυχώς, έχουμε μερικούς πολύ έξυπνους ανθρώπους όπως ο Eric Bylaska στο Εργαστήριο Περιβαλλοντικών Μοριακών Επιστημών που εργάζονται για να σπάσουν αυτό το φράγμα. Μια εναλλακτική είναι να σχεδιάσετε ακριβή, αντιδραστικά πεδία κλασικής δύναμης για χρήση αντί για κβαντικούς υπολογισμούς. Η κλασική προσέγγιση μπορεί να χειριστεί εκατομμύρια άτομα και προσομοιώσεις χιλιοστών του δευτερολέπτου, αλλά συχνά τα πεδία δύναμης δεν επιτρέπουν την εμφάνιση χημικών αντιδράσεων και έχουν περιορισμένη ακρίβεια. Οι ηγέτες σε αυτόν τον τομέα είναι ο Adri van Duin από το Penn State και ο Julian Gale του Πανεπιστημίου Curtin.

Από πολιτιστική ή κοινωνική πλευρά, οι επιστημονικές προκλήσεις γεφυρώνουν τα κενά μεταξύ χωριστών κλάδων και μεταξύ φυσικών και κοινωνικών επιστημών. Για παράδειγμα, διαπιστώνει κανείς ότι δεν υπάρχει αρκετή επικοινωνία μεταξύ περιβαλλοντικών επιστημόνων και τοξικολόγων ή επιστημόνων υγείας. Ένας άλλος τομέας που με ενδιαφέρει είναι η σύνδεση μεταξύ επιστημόνων του εδάφους και της ατμόσφαιρας. Ο πραγματικός κόσμος συνδέει όλους αυτούς τους τομείς σπουδών, αλλά οι φορείς χρηματοδότησης, τα πανεπιστήμια και οι επαγγελματικές εταιρείες χωρίζονται για να επικεντρωθούν σε συγκεκριμένα θέματα που δημιουργούν τεχνητά εμπόδια. Η οργάνωση είναι απαραίτητη, αλλά πρέπει να είμαστε πιο προνοητικοί στο να σηκώνουμε το κεφάλι μας από τις στενές περιοχές εστίασής μας και να βεβαιωθούμε ότι συνδεόμαστε με κλάδους που σχετίζονται με τους δικούς μας.

Τι συμβουλές έχετε για όσους επιδιώκουν καριέρα στον τομέα σας;

Η επιστήμη έχει αλλάξει δραματικά από τότε που ήμουν φοιτητής. Το παράδειγμα πριν από 30 χρόνια ήταν να βρούμε μια στενή περιοχή και να γίνουμε ένας από τους ειδικούς του κόσμου σε αυτό το θέμα. Εξακολουθούμε να χρειαζόμαστε ειδικούς, αλλά όλο και περισσότεροι ειδικοί θα πρέπει να εργάζονται σε ομάδες για να αντιμετωπίσουν τα περίπλοκα προβλήματα που αντιμετωπίζουμε στην επιστήμη και την κοινωνία σήμερα. Για να είστε καλό μέλος της ομάδας, θα πρέπει να γνωρίζετε τα δυνατά και τα αδύνατα σημεία σας, να αφήνετε τον εγωισμό σας πίσω, να βρείτε ανθρώπους που συμπληρώνουν τις δεξιότητές σας και να μην φοβάστε να εξερευνήσετε νέους τομείς.

Πρακτικά, θα πρέπει να είναι κανείς ευέλικτος για να εκμεταλλευτεί τις ευκαιρίες που προκύπτουν. Είχα την τύχη να σπουδάσω σε μια μεθοδολογία που έχει αναπτυχθεί λόγω των προσπαθειών άλλων που κατασκευάζουν ταχύτερους υπολογιστές και πιο ισχυρά προγράμματα. Χωρίς την Gaussian Inc., η επαγγελματική μου πορεία θα ήταν πολύ πιο δύσκολη και λιγότερο παραγωγική. Συνέχισε να προσπαθείς ακόμα κι όταν έχεις αποτύχει. Παραλίγο να εγκαταλείψω την επιστημονική έρευνα δύο φορές στην καριέρα μου, αλλά είμαι πολύ χαρούμενος που δεν χρειάστηκε να εγκαταλείψω αυτό το μονοπάτι πρόωρα. Μερικές φορές τα ικανοποιητικά αποτελέσματα μπορεί να έρχονται για πολύ καιρό, αλλά η επιτυχία είναι πολύ πιο γλυκιά όταν έχετε ιδρώσει πολύ για αυτήν.

Το έργο «My Science Life» αποτελεί βασικό μέρος της αποστολής του Science Trends να δώσει φωνή στους επιστήμονες και να τους επιτρέψει να συνδεθούν με δεκάδες χιλιάδες ανθρώπους. Είναι μια ευκαιρία για ανθρώπους, όπως εσείς, να μοιραστούν την «ιστορία» τους και με αυτόν τον τρόπο να κάνουν την επιστήμη πιο προσιτή και προσωπική.

Ενδιαφέρεστε να συμμετάσχετε στο έργο My Science Life; Μπορείτε να βρείτε τις λεπτομέρειες σχετικά με την υποβολή εδώ.