Dr. Dušan Petrač, fizik nizkih temperatur

Letošnji slovenski festival znanosti, ki je konec septembra potekal na Fakulteti za kemijo in kemijsko tehnologijo Univerze v Ljubljani ter na Kemijskem inštitutu, je pod svoje žaromete postavil dr. Dušana Petrača, slovenskega fizika svetovnega slovesa. V pogovoru, ki ga je vodil dr. Edvard Kobal, direktor Slovenske znanstvene fundacije (SZF), je dr. Petrač, vrhunski fizik nizkih temperatur in dolgoletni sodelavec Nase osvetlil svojo izjemno življenjsko in poklicno pot.

»Pot v Ameriko me je zanesla po čudnem naključju. Seveda si nisem nikoli mislil, da bom šel študirat v Ameriko. Mislil sem, da grem za dve leti. Zdaj pa sem v ZDA že 50 let,« je takoj na začetku pogovora za Trombo povedal dr. Dušan Petrač, ki je bil od leta 1973 zaposlen pri Nasinem Jet Propulsion Laboratoryju (JPL) v Pasadeni v Kaliforniji kot specialist za ekstremno nizke temperature. Opravljal je temeljne in uporabne raziskave ter sodeloval pri poskusih v breztežnostnem laboratoriju, pri poskusih z raketami, z vesoljskim taksijem in umetnimi sateliti. Bil je tudi prvi kandidat slovenskega rodu za polet v vesolje.

Dr. Dušan Petrač (Foto: Mojca Vizjak Pavšič)

Sodeloval je pri razvoju infrardečega astronomskega satelita IRAS, katerega naloga je bila poslikati celotno nebesno sfero na področju infrardeče svetlobe. Program tega satelita je bil v tistem času popolnoma pionirski. Nobenih izkušenj še ni bilo na področju kontrole helija in njegove uporabe za hlajenje v vesolju. Pri teh pripravah in poskusih je dr. Petrač odkril metodo za hlajenje infrardečih detektorjev s tekočim helijem in tako postal za to področje največji specialist na svetu. Metoda je dobila po njem ime. Svetovno združenje International Cryogenic Engineering Committee (ICEC) mu je za te uspehe leta 1990 podelilo prestižno Mendelssohnovo nagrado za kriofiziko, leta 1993 pa ga je Nasa odlikovala z medaljo za prispevek k vesoljski tehniki.

Dr. Petrač je svetovalec in član več uglednih ustanov in združenj, med drugimi Univerze Stanford, American Physical Society, Planetary Society, New York Academy of Science in znanstveno raziskovalnega društva Sigma Xi. Je častni meščan Los Angelesa, ambasador Nase,  častni član Inženirske akademije Slovenije in častni senator Univerze v Mariboru.

Dr. Dušan Petrač se je rodil leta 1932 v Kropi. Na gimnaziji v Kranju je maturiral leta 1951 in leta 1956 diplomiral iz fizike na Fakulteti za naravoslovje in tehnologijo v Ljubljani. V letih 1957-1963 je poučeval matematiko in fiziko na gimnaziji v Kranju, nato pa je opravil podiplomski študij na Kalifornijski univerzi v Los Angelesu (UCLA), kjer je leta 1971 doktoriral z disertacijo o pojavih v supertekočem heliju. V letih 1971-1973 je poučeval na UCLA, nato pa je leta 1973 našel zaposlitev v JPL v Pasadeni. Z ženo Ireno živi v Pasadeni, pogosto pa se vrača v Slovenijo, kjer je v zadnjih letih lepo obnovil svojo rojstno hišo v središču Krope.

Dr. Petrač, kako vas je življenjska pot iz rodne Krope zanesla na študij v Ameriko?

To se je zgodilo po presenetljivem slučaju. Ob obisku koncentracijskega taborišča Dachau sem na avtobusni postaji, ko sem se vračal v München, pomagal pojasniti vozni red nekemu Američanu judovskega rodu, ki ni znal nemško. Razložil sem mu, da gre vlak čez četrt ure in v pogovoru mi je povedal, da je profesor managementa na UCLA dr. Marvin May, ki sem ga pred kratkim celo obiskal, zdaj je star 95 let in je še vedno zelo bister.

Ohranila sva stike in po nekaj letih je prišel na obisk v Slovenijo. Razkazal sem mu Jugoslavijo vse do Beograda in Skopja in seveda tudi Ljubljano. Ko sva bila na ljubljanskem gradu in ko se mu razlagal, kaj je spodaj, rektorat, stolnica itd., se je nenadoma obrnil k meni in mi rekel, »Bi vi šli na podiplomski študij v Ameriko?« Odgovoril sem, da za to ni nobene možnosti. Rekel je, »Kaj pa, če bi imeli možnost?« Potem bi pa razmislil, sem dejal.

Po nekaj letih me je dr. Marvin seznanil z nekaterimi ameriškimi fiziki, med njimi tudi s profesorjem Davidom Saxonom, dekanom fizikalnega oddelka na UCLA, ki je nato posredoval, da sem bil sprejet na podiplomski študij fizike. V Sloveniji je bil takrat podiplomski študij šele v zametku in so tretjo stopnjo lahko delali samo asistenti, drugim pa je bil ta študij praktično nedostopen.

Dr. Saxon mi je dal hkrati tudi asistentsko mesto, kar pomeni, da sem že 14 dni po prihodu v ZDA učil ameriške študente. Dovolj angleščine sem znal, hkrati pa sem študiral za doktorat. Najprej sem mislil, da se bom vrnil v Slovenijo, potem se je pa tako zapletlo, da sem ostal v Kaliforniji, ker sem bil dovolj uspešen. Tekmovalnost je bila izjemno ostra. Od približno 50, ki smo skupaj začeli podiplomski študij, nas je manj kot ena tretjina naredila doktorat na UCLA.

Najprej sem mislil, ker je bila tekmovalnost tako huda, da ne bom zdelal, poleg tega pa sem bil sedem let starejši od drugih. Recimo, ko so nas predstavljali, gospod John Carson, Harvard, naslednji z MIT itd., potem pa Dusan Petrac, University of Ljubljana, sem opažal osuple obraze, »Ja, kdo pa je to?« Bil sem redek ptič, poleg tega pa še iz komunistične države.

Kmalu je v Kalifornijo prišla tudi vaša žena Irena s hčerko?

Tako je. Žena Irena mi je bila v veliko pomoč, saj je bilo včasih res zelo težko. Bila je huda konkurenca in ljubosumje. Poglejte, če si kolegu pomagal, je on boljše naredil izpit in si bil ti kaznovan. Ko smo delali izpite za doktorat, so se priznali samo tistim, ki so bili v prvi polovici. Če si bil v drugi polovici, se to ni štelo za doktorat! Dobil bi mogoče magisterij.

Najbolj se spominjam izpita, ki sem ga naredil boljše kot študent Edwarda Tellerja. To je bil zelo zahteven izpit iz kvantne teorije. In sem si rekel, če sem jaz dosegel boljši rezultat kot on, potem bom pa tudi doktorat naredil. Ta študent je bil G. Weil in ko smo dobili rezultate, sem videl, da sem na 12 mestu, on pa je bil na 32 mestu, se pravi, bil je v drugi polovici, kar se ni štelo, vendar je tudi on kasneje vendarle naredil doktorat.

Ste imeli priložnost Edwarda Tellerja, očeta vodikove bombe tudi osebno spoznati?

Edwarda Tellerja sem poslušal, ko je imel predavanje na Caltechu. Teller je bil hawk, kot pravijo Američani, kragulj, jastreb, medtem ko se dove, golob zavzema za mir. Srečal sem tudi Roberta Oppenheimerja, ki je leta 1943 vodil razvoj prve atomske bombe v Los Alamosu v skrivnem Projektu Manhattan, nato pa je odklonil sodelovanje pri razvoju vodikove bombe.

Teller je bil absolutno proti Sovjetski zvezi. V ameriški politiki pomeni hawk osebo, ki je za napad. To je oznaka za ljudi, ki hočejo spore, dove pa želi mir. Jaz nisem hawk, jaz sem dove. Upam, da bo to prišlo v javnost, ker me takih stvari nihče ne vpraša.

Ste obiskali koncentracijsko taborišče Dachau, ker je kdo od vaših sorodnikov tam izgubil življenje?

Ne, Dachau me je zanimal načelno. Posebno dobro se spominjam, kako natančno knjigovodstvo so imeli. Zapisali so vse, kaj je kdo delal, koliko je zaslužil, koliko jih je stal na dan, koliko so mu zaračunali – neverjetno. Eden od mojih bratov je bil v nekem drugem taborišču in je mama preko Rdečega križa dobivala od njega denar. Baje so hoteli s tem pokazati, da se držijo mednarodnih predpisov. Mama je dobila tu in tam po 50 mark, ker je brat delal v taborišču, se pravi, dobila je to, kar je ostalo, ko so vse obračunali.

Takrat so bile še vse barake. Zdaj jih je samo še nekaj. Dachau je bil delavno taborišče. Morda veste, da so jim psihologi svetovali, naj vojni ujetniki dobijo samo toliko hrane, da so lahko preživeli in hkrati delali. Dejali so, da bo tako mogoče eno, dve leti delal, potem bo pa propadel. Dajali so jim 100 odstotkov manj hrane, kot bi je potrebovali, ampak to so delali sistematično. Barabe, zločinci.

Je brat preživel?

Da, brat je prišel nazaj. Drugi brat pa je služil v nemški vojski, bil je ujetnik in se je vrnil domov eno leto po osvoboditvi, ko smo že vsi mislili, da ga ne bo več nazaj in je potem živel do 92 leta. Naša družina je po nekem srečnem naključju preživela vojno brez smrtnih žrtev, noben brat ni bil ubit in tudi oče ne.

Vas je oče usmeril v naravoslovje?

Ne, oče me ni usmerjal. Oče je bil tako neverjetno vitalen, rad bi imel njegovo življenjsko moč. Po diplomi, preden sem dobil službo, me je učil delat drva. Naredila sva 20 kubičnih metrov drv. Bil sem šesti otrok, živel sem kot dodatek, pravzaprav moji starši niso imeli več dosti energije za mojo vzgojo.

Imel sem tri brate in dve sestri, vendar so vsi že pokojni. Sem Benjamin, najmlajši in sem edini, ki je ostal. Moja starejša sestra je umrla lani stara 94 let.

Kakšne poklice sta imela vaš oče in mama?

Imela sta podjetje za strojno pletilstvo. Izdelovala sta pižame, hlače, srajce, nogavice in podobno. Imela sta 5 do 7 uslužbencev. Hkrati pa je bil oče dolga leta tudi neplačani župan in je v življenju Krope odigral zelo pomembno vlogo. Dosegel je, da so v Kropi naredili vodovod, elektrifikacijo, zgradili cesto na Jamnik in da je občina kupila hišo, ki so jo preuredili v špital, kjer so bili nastanjeni Kroparji brezdomci. Oče je bil zelo delaven in pošten. Pravim, da moramo očetu v spomin na naši domači hiši v Kropi postaviti spominsko ploščo.

Kako ste kot jugoslovanski državljan uspeli dobiti zaposlitev pri Nasi?

Po opravljenem doktorskem študiju sem imel precej težav z državljanstvom. Kot doktor fizike bi se lahko takoj zaposlil v laboratoriju Los Alamos, kjer razvijajo atomsko orožje, pri TRW in drugih, toda zahtevali so, da sem državljan ZDA.

Kot asistent na UCLA sem spoznal veliko ljudi in nekateri so se kasneje zaposlili v Jet Propulsion Laboratoryju (JPL), se pravi v raziskovalnem oddelku Nase, ki je samo na drugem koncu Los Angelesa. Tako so mi prijatelji, ki so že delali v JPL, povedali, da obstaja možnost za delo v tem laboratoriju, čeprav nimam ameriškega državljanstva. Svetovali so mi, naj sam predložim kakšen poskus, ki bi bil povezan z vesoljem in morda me bodo sprejeli. Pripravil sem raziskovalni projekt, ki je bil povezan s poskusi v breztežnosti in predlog je bil sprejet. Tako sem postal njihov sodelavec na osnovi štipendije ameriške akademije znanosti, ki sem jo prejemal dve leti, kasneje, ko so videli, da moja ekspertiza ustreza, pa sem postal redni uslužbenec JPL. Državljan ZDA sem postal šele leta 1975.

Ste iskali zaposlitev tudi v Sloveniji?

Domov sem hotel priti in sem prosil svoje kolege, naj mi posredujejo informacije o razpisih in možnostih zaposlitve v Sloveniji, vendar mi mogoče zaradi nevoščljivosti niso nič poslali. Se pravi, nisem mogel priti niti do osnovnih informacij glede prostih delovnih mest – zdaj je seveda vse drugače, ko so vse informacije na spletnih straneh, takrat pa interneta še ni bilo in tako do moje vrnitve v domovino ni prišlo.

Pri katerih raziskovalnih projektih ste sodelovali v JPL?

Pri Nasi so potrebovali strokovnjaka za nizke temperature. Razvijali so infrardeče detektorje. Moje raziskovalno delo se je torej osredotočalo na ustvarjanje pogojev nizkih temperatur za poskuse v breztežnosti. Sodeloval sem pri štirih projektih na vesoljskem taksiju, kar je stalo 6 milijard dolarjev.

Naj za ponazoritev povem, da je samo en polet enega taksija stal v povprečju 1 milijardo in 300 milijonov dolarjev. Naš eksperiment in razvojno delo naše skupine je stalo 100 milijonov dolarjev, potem pa smo dobili še dodatnih 100 milijonov dolarjev za izvedbo. Takrat sem uspel uporabiti vse svoje znanje in še plačan sem bil, da sem se učil. Je to dobro povedano? Nekateri pravijo, nič od tega, kar sem se učil, nisem porabil. Zase trdim ravno nasprotno, da mi je znanja še zmanjkalo. Torej, zame je bila to velika priložnost. Postati svetovni strokovnjak za neko področje. In res sem bil. Imel sem izjemno zanimivo delo, neverjetno pravzaprav, če vzamete uspehe, ki jih nisem pričakoval.

Dr. Dušan Petrač (Foto: Mojca Vizjak Pavšič)

Kaj vam ostaja v spominu kot največji izziv v vaši karieri?

Zame je predstavljal največji izziv opozoriti in prepričati menedžment in tehnično vodstvo Nase, da je obstoječi hladilni sistem na infrardečem astronomskem satelitu IRAS napačno zastavljen. Nasa je imela takrat zaposlenih sto tisoč ljudi in jaz sem bil edini, ki je trdil, da to ne bo delovalo. Gledali so me zelo začudeno. To je bilo psihološko vprašanje.

Šef oddelka je bil besen, ker je vsak dan odloga izstrelitve satelita pomenil 50.000 dolarjev stroškov, toda meni se je zdel ta znesek zanemarljiv v primerjavi s skupno vrednostjo projekta, ki je znašala približno 400 milijonov dolarjev, kar je preračunano v današnjo vrednost več kot milijarda dolarjev. Ko sem o tem govoril na sestankih, me niso poslušali, nato pa mi je žena Irena dejala, naj to napišem. Potem pa mimo dejstev niso več mogli. Napisal sem, da bodo vsa prizadevanja šla v nič, če hladilnega sistema na bodo popravili. To pa ni enostavno povedati. Žvižgaš, da ne bo delovalo. Najprej sem pomislil, da me vse to nič ne briga – in nato, ne, tega pa ne morem: če jaz vidim, da ne bo delovalo, pa tega ne bom povedal, se bom ubil, če bo nekdo drug zaradi tega umrl. To je integriteta. To se pravi, da imaš hrbtenico. Dogma pravi, to je belo in ti moraš reči, da je belo, čeprav je črno ali pa obratno. To je dogma. Torej ne gre za vprašanje tvoje ocene in kaj je resnica. Ti si član stranke in stranka tako pravi, peti moraš pesem stranke. Res ni bilo enostavno.

Ko sem svoje trditve utemeljil, so mi ponudili, da bi hladilni sistem pravilneje zasnoval. Dobil sem dovolj denarja in časa, da sem sistem ustrezno spremenil in si s tem pridobil velik mednarodni ugled.

Se s tovrstnimi raziskavami še vedno ukvarjate?

Pogosto sodelujem kot konzultant pri različnih projektih. Lani so me med drugim povabili v Šanghaj kot strokovnjaka za fiziko nizkih temperatur v Kitajski center za trdna goriva in kriogeniko v vesolju, kjer so naju z ženo sprejeli z velikimi častmi kot VIP (Very Important Person). Slučajno sem pred nekaj leti spoznal dva Kitajca, ki sta študirala v Berlinu, sedaj pa sta oba direktorja v istem inštitutu in sta me povabila k sodelovanju. Skupaj smo pripravili osnutek raziskovalnega projekta in ga prijavili na razpis, sedaj pa čakamo na rezultate. Nadalje želimo izvajati eksperimente s tekočim helijem pri nizkih temperaturah. Tak raziskovalni center ima tudi Nasa. To, kar sem jaz dokazal, bo možno tudi praktično uporabiti, ker so finančno zelo dobro podprti.

Kitajska vlada ima na razpolago zelo veliko denarja, saj je Kitajska gospodarska velesila, ki hitro napreduje na vseh področjih. Peking je pripravljen nameniti izjemno velike vsote denarja za nadaljevanje in širitev vesoljskega programa. Na razpolago imajo toliko finančnih sredstev, da lahko najemajo ruske znanstvenike, ki jim pomagajo pri izgradnji vesoljske postaje. Ko sem bil na Kitajskem, so mi na primer povedali, da vsak, ki diplomira na univerzi, dobi službo. To je neverjetno na naše razmere. Ob tem sem izvedel tudi, da se je v zadnjih 25 letih plača univerzitetnega profesorja povečala za 100 krat. To so bajne številke. Če so imeli prej 50 dolarjev plače imajo sedaj 5.000 dolarjev. V določenih pogledih se mi je zdelo, da je tam prava meka za znanost.

V javnosti je znana vaša pobuda, da naj bi tudi v Sloveniji razvili Silicijevo dolino. Kaj menite, kakšne so možnosti, da bi se ta pobuda uresničila?

Predlagal sem ustanovitev centra, okoli katerega naj bi se v začela razvijati Silicijeva dolina, saj se v Sloveniji o problematiki povezovanja med znanostjo in gospodarstvom že dolgo razpravlja. Več mojih slovenskih znancev in kolegov je sodelovalo pri rasti Silicijeve doline v Kaliforniji, med njimi dr. France Rode, eden izmed glavnih inženirjev, ki so izumili žepni kalkulator, legendarni HP 35 in profesor dr. Zvonko Fazarinc, ki je prav tako v podjetju Hewlett-Packard vodil številne raziskovalne projekte z medicinskega, analitskega, komunikacijskega in sistemskega področja. Znani so tudi uspehi drugih slovenskih znanstvenikov, izumiteljev in podjetnikov v Silicijevi dolini, kar pa nedvomno odpira vprašanje o ovirah, na katere naletijo v domačem okolju.

Svoje poglede na ta vprašanja sem predstavil tudi na nedavni 9. konferenci slovenskih znanstvenikov in gospodarstvenikov iz sveta in Slovenije, ki jo je organiziral Svetovni slovenski kongres, potekala pa je na Institutu Jožef Stefan (IJS) v Ljubljani. Ob tem mi je direktor IJS prof. dr. Jadran Lenarčič povedal, da mislijo podobno in da so že pred desetimi leti pripravili načrte za ustanovitev Centra za napredne tehnologije, vendar se zaradi pomanjkanja finančnih sredstev ta pobuda še vedno ni uresničila.

Kot ste poudarili, bi lahko znanje in izkušnje, ki ste si jih slovenski znanstveniki in podjetniki pridobili v Silicijevi dolini, uspešno prenesli tudi v slovensko okolje.

Tako je. Odgovor na vprašanje, kako ustvariti pogoje za slovensko Silicijevo dolino, je po mojem mnenju v zavestnem ustvarjanju odnosov med akademskim svetom in industrijo v obliki medsebojnega seznanjanja s problemi obeh strani, pobuda za to pa bi morala priti z univerze.

Silicijeva dolina se je začela razvijati tako, da je Univerza Stanford ponudila ustanovitev centra, dvajset ameriških podjetij, med njimi IBM, General Electric in Hewlett-Packard, pa je ponudilo univerzi izgradnjo in vzdrževanje najmodernejših laboratorijev. Tako so ustvarili center, kjer so se lahko srečevali in to je bil začetek izjemnega razcveta. Nastal je hiter in učinkovit pretok znanja in idej, profesorji z univerze so lahko sodelovali s podjetji, študentje so ustanavljali svoja podjetja in tako najdemo danes tam Google, Facebook, Apple, Oracle, Intel in druga znana podjetja, vse to je blizu Palo Alta.

V Sloveniji pa do želenih povezav ni prišlo, kljub temu da sta senata Univerze v Ljubljani in Univerze v Mariboru že leta 2001 sprejela resolucijo o sodelovanju med univerzama in gospodarstvom, katere pobudnik je bil profesor Zvonko Fazarinc v sodelovanju z rektorjema prof. dr. Jožetom Mencingerjem in prof. dr. Ludvikom Toplakom.

Sam sem z industrijo v Kaliforniji zelo uspešno sodeloval, najprej že v času doktorskega študija, ko sem nujno potreboval laser. Naredil sem ga sam. To je bil helijev laser v vidnem rdečem delu spektra, nasvete za izdelavo pa sem dobil v industriji. Tudi pri delu za Naso pri JPL je bilo sodelovanje z industrijo nujno, posebno pri razvoju pionirskega infrardečega satelita IRAS. Marsikateri profesor je bil konzultant pri družbah, kot so Hughes, Rockwell International, TRW, Lockheed in Boeing. Tako je profesor dobil sponzorja in seveda sredstva za raziskovalne projekte, financiranje pa je omogočilo tudi podporo študentom in mladim doktorandom. Ob tem naj dodam, da se sedaj inovatorstvo za Nasine projekte prenaša na zasebni sektor preko projekta Nasa Spin-off. Trdijo, da se za vsak dolar, vložen v vesoljski program, povrne sedem dolarjev.

Prej omenjeni resoluciji o sodelovanju med univerzama in gospodarstvom sta za nadaljnji razvoj Slovenije danes enako ali pa še bolj aktualni, kot sta bili v času njunega nastanka pred 15 leti. Interes za povezave pa bi moral prihajati predvsem s strani univerz in visokih šol, kajti te ustanove vzgajajo in izobražujejo mlade kadre, ki bodo nosilci razvoja v prihodnosti.

Dr. Mojca Vizjak Pavšič