Stypendium Ministra dla dra Pawła Sznajdera

Doktor Paweł Sznajder z Zakładu Fizyki Teoretycznej NCBJ uzyskał trzyletnie stypendium Ministra Edukacji i Nauki dla wybitnych młodych naukowców wykazujących się znaczącymi osiągnięciami w działalności naukowej w 2021 r. Stypendia ministra właściwego do spraw nauki przyznano już po raz 16. W tym roku otrzymało je 217 młodych naukowców, w tym jedynie sześciu pracujących w obszarze nauk fizycznych.
Serdecznie gratulujemy dr. Sznajderowi!

Stypendium w kwocie miesiecznej 5390 zł przyznawane jest na okres 36 miesięcy.

Aktywność badawcza i organizacyjna dra Sznajdera jest bardzo bogata. Najpełniej opisuje ją uzasadnienie wniosku stypendialnego, który zaowocował odnotowywanym własnie sukcesem:

Zainteresowania badawcze dr. Pawła Sznajdera są związane z kompleksowymi badaniami uogólnionych rozkładów partonów (generalised parton distributions, GPDs). Rozkłady te zostały zaproponowane na początku lat 90-tych ubiegłego stulecia i opisują nukleon jako obiekt rozciągły złożony z kwarków i gluonów. Unifikują one jednowymiarowe rozkłady gęstości partonów (parton distribution functions, PDFs) i czynniki struktury (form factors), które do tej pory były studiowane niezależnie od siebie. Rozkłady GPD umożliwiają badanie położenia partonów wewnątrz nukleonu w funkcji pędu niesionego przez te partony (tzw. tomografia nukleonu), studia własności "mechanicznych" opisujących układ partonów (jak np. ciśnienie) oraz pozwalają na określenie orbitalnego momentu pędu niesionego przez partony, co w przyszłości może przyczynić się do rozwiązania tzw. zagadki spinowej.

Dr Sznajder jest zainteresowany fenomenologią rozkładów GPD. Dotyczy to w szczególności rozwoju metod globalnej analizy danych doświadczalnych, którego efektami są publikje [1] i [2]. Ze względu na złożoność tego zagadnienia opublikowane analizy są jednymi z nielicznych tego typu. Analizy charakteryzuje wysoka innowacyjność ze względu na zastosowane w nich metody numeryczne, takie jak sieci neuronowe, algorytmy genetyczne i metody propagacji błędów oparte o tzw. replikację danych. Jednym z kluczowych elementów tych studiów jest redukcja niepewności modelowych, które często uniemożliwiają wiarygodną ocenę własności struktury nukleonu. Doświadczenie dr. Sznajdera na polu metod globalnej analizy danych doświadczalnych znalazło uznanie w postaci zaproszenia do projektu finansowanego przez Departament Energii Stanów Zjednoczonych (United States Department of Energy, DoE). Projekt ten zrealizowano we współpracy z JLab-em (Jefferson National Laboratory, USA), z którego pochodzą precyzyjne dane czułe na rozkłady GPD w tzw. obszarze walencyjnym. Młody naukowiec pracuje także nad rozwojem opisu teoretycznego procesów ekskluzywnych czułych na rozkłady GPD. Praca ta jest niezwykle ważna dla poprawnej interpretacji danych eksperymentalnych, tj. dla wyznaczenia wiarygodnego opisu nukleonu w języku chromodynamiki kwantowej (quantum chromodynamics, QCD) z przekrojów czynnych i ich kombinacji zmierzonych dla różnych procesów rozpraszania. Jednym z rezultatów tej aktywności jest praca [3] dotycząca związku amplitud na głęboko wirtualne (deeply virtual Compton scattering, DVCS) i czasopodobne (timelike Compton scattering, TCS) rozpraszania Comptona. Związek ten został użyty do predykcji obserwabli dla procesu TCS ze znanych amplitud DVCS. Praca ta jest cenna z punktu widzenia programu eksperymentalnego prowadzonego w JLab-ie. Porównanie predykcji i przyszłych danych pozwoli na eksperymentalne potwierdzenie uniwersalności rozkładów GPD, co ma fundamentalne znaczenie dla badania struktury materii w QCD.

Dr Sznajder jest zainteresowany poszukiwaniem nowych metod modelowania rozkład w GPD. Modelowanie i rekonstrukcja rozkład w GPD nie są trywialne ze względu na wielowymiarowość tych obiektów (3D) i konieczność zachowania szeregu więzów teoretycznych, takich jak np. niezmienniczość lorentzowska. Zadanie to jest związane z udziałem dr. Sznajdera w projekcie PARTONS [4], w którym występuje jako główny wykonawca. Celem tego projektu jest stworzenie i rozwój platformy typu opensource, będącej narzędziem do wymiany wiedzy i doświadczenia pomiędzy fizykami (teoretykami i doświadczalnikami) zajmującymi się tematyką GPD. Platforma PARTONS została upubliczniona w 2018 roku i obecnie jest powszechnie używana w środowisku GPD. Ze względu na unikalny charakter projektu w skali całej fizyki cząstek, obecnie trwają prace nad rozszerzeniem możliwości platformy o elementy z zakresu opisu procesów czułych na PDF-y i rozkłady zależne od pędów poprzecznych partonów (transverse momentum dependent PDFs, TMDs). Praca ta jest częścią programu rozwoju nauki i innowacji Horyzont 2020 finansowanego przez Unię Europejską. W okresie 01.2011-06.2019 dr Sznajder był pełnoprawnym uczestnikiem eksperymentu COMPASS w CERN-ie. Jego udział w eksperymencie dotyczył badania reakcji ekskluzywnych i pozwolił mu na zdobycie szerokiej wiedzy z zakresu analizy danych i funkcjonowania aparatury badawczej. Jednym z efektów tej aktywności jest praca [5], w której wyznaczono asymetrie dla ekskluzywnej produkcji mezonów ω na poprzecznie spolaryzowanej tarczy protonowej. W analizie tej dużą uwagę poświęcono m. in. selekcji przypadków, co zaowocowało precyzyjnym pomiarem asymetrii. Związek dr. Sznajdera z CERN-em nie zakończył się po opuszczeniu kolaboracji COMPASS. Jest on obecnie przedstawicielem Polski w Panelu Młodych Naukowców przy komitecie ECFA (European Committee for Future Accelerators), którą gości CERN. Dr Sznajder bierze czynny udział w pracach tego panelu, jest m.in współorganizatorem pierwszego spotkania młodych naukowców w CERN-ie w 2019 roku.

Dr Sznajder jest czynnie zaangażowany w przygotowanie projektu przyszłego zderzacza elektron-jon (electron-ion collider, EIC), który powstaje w laboratorium Brookhaven National Laboratory (BNL) w Stanach Zjednoczonych. Dotyczy to w szczególności pracy prowadzonej wspólnie z partnerami z BNL-u na rzecz optymalizacji projektu zderzacza i detektorów. Bliska współpraca zaowocowała m. in. zdobyciem prestiżowego grantu LDRD (Laboratory Directed Research and Development), którego początek realizacji zaplanowano na 04.2021. Ponadto, dr Sznajder jest zaangażowany w promocję tematyki EIC w Polsce, jest m. in. jednym z organizatorów krajowej grupy EIC i cyklu dwutygodniowych seminariów poświęconych zagadnieniom, które będą studiowane w przyszłym zderzaczu. Jest jednym z pomysłodawców organizacji spotkania międzynarodowej współpracy EIC w Polsce w 2021 roku.

[1] Eur. Phys. J. C 78, 890 (2018)
[2] Eur. Phys. J. C 79, 614 (2019)
[3] Eur. Phys. J. C 80, 171 (2020)
[4] Eur. Phys. J. C 78, 478 (2018), http://partons.cea.fr [5] Nucl. Phys. B, 915 (2017), 454