Vilniaus universiteto Teorinės fizikos ir astronomijos instituto mokslininkas dr. Arnoldas Deltuva siekia kuo labiau pažinti kvantinį pasaulį, t. y. prasiskverbti į daiktų prigimtį – mažytį atomo branduolį ir paaiškinti jame vykstančius itin sudėtingus procesus. Mokslininkas daugiausia dėmesio skiria reakcijoms kvantinėse trijų ir keturių dalelių sistemose. Beveik dešimtmetį dirbęs Lisabonos universiteto Branduolinės fizikos centre, gavęs prestižinę Humboldto fondo stipendiją ir stažavęsis Bochumo universitete Vokietijoje, šiuo metu kvantinės fizikos tyrėjas dirba Lietuvoje.
Fiziką įprasta dalyti į teoriją, eksperimentus ir skaitmeninį modeliavimą, pvz., fizikinius reiškinius aprašančių lygčių sprendimui skirtos programinės įrangos kūrimą. Kai eksperimentai labai sudėtingi, brangūs ar nesaugūs, reikalingi teoriniai ir kompiuteriniai skaičiavimai, kuriuos ir atlieka dr. A.Deltuva. Jie taip pat leidžia analizuoti branduolinės sąveikos modelius, paaiškinti kitų mokslininkų vykdomų eksperimentų rezultatus susiejant juos su teoriniais modeliais ir tokiu būdu įvertinti jų patikimumą.
„Branduoliai ir juos sudarantys protonai bei neutronai stipriai sąveikauja tik suartėję kelių femtometrų atstumu, apie šimtą milijonų kartų mažesniu už regimos šviesos bangos ilgį. Informaciją apie branduolinę sąveiką ir jos savybes mokslininkai gauna atlikdami eksperimentus ir stebėdami branduoliuose vykstančius procesus, reakcijas, tačiau būtina ir itin tiksli teorinė šių procesų analizė“, – pasakoja dr. A.Deltuva.
Dr. A.Deltuva sėkmingai išsprendė svarbias trijų ir keturių dalelių reakcijų teorinio modeliavimo problemas. Jo išvystyta metodika taikoma aprašant ir kitus tiek natūralioje aplinkoje, tiek laboratorijose vykstančius procesus: atomų ir molekulių susidūrimus iki tūkstantųjų laipsnio dalių virš absoliutaus nulio atšaldytose retose dujose, atomų branduolių suskaldymą galingais gama spindulių lazeriais, žvaigždėse vykstančius iki šimtų milijonų laipsnių įkaitintų lengvųjų branduolių susiliejimus, taip pat tūkstančius kartų didesnės energijos laboratorijose išgautų egzotiškų radioaktyvių ar stabilių branduolių susidūrimus.
Nors dr. A. Deltuvos vykdomi tyrimai pirmiausia itin svarbūs mikroskopinio pasaulio sąveikoms ir savybėms pažinti, jie susiję ir su makroskopiniu pasauliu bei reikšmingi siekiant technologinės pažangos, sprendžiant praktinius klausimus. Pavyzdžiui, ankstyvojoje Visatoje po Didžiojo sprogimo ir pirmosiose žvaigždėse vykusios reakcijos lėmė Visatos cheminių elementų susidarymą. Branduolinės reakcijos iki šiol yra pagrindinis energijos šaltinis Visatoje, įskaitant ir Saulės gelmėse vandeniliui jungiantis į helį generuojamą energiją.
Mokslininkas taip pat tyrė dviejų deuteronų (iš protono ir neutrono susidedančių branduolių) susiliejimo reakcijas, kurios svarbios termobranduolinei sintezei: tikslus teorinis tokių reakcijų modeliavimas yra reikšmingas planuojant ir optimizuojant būsimus termobranduolinius reaktorius, kurie galėtų aprūpinti žmoniją švarios energijos resursais. Energetiškai efektyviausia reakcija yra poliarizuotų deuteronų ir tritonų (iš protono ir dviejų neutronų susidedančių branduolių) susiliejimas, tačiau tritonai yra radioaktyvūs ir gaunami daug mažesniais kiekiais, todėl dviejų deuteronų reakcija galėtų būti gera alternatyva. Be to, netgi deuterio-tričio reaktoriuje neišvengiami dviejų deuteronų susidūrimai, todėl svarbu ištirti jų savybes, ypač susijusias su poliarizacija. Julicho tyrimų centre Vokietijoje, bendradarbiaujant su kitomis laboratorijomis, neseniai pradėti vykdyti tokie eksperimentiniai tyrimai.
Nepaisant svarbių pasiekimų, dr. A.Deltuva mano, kad darbo šioje tyrimų srityje bus dar ilgai. Nauji eksperimentai įvairių tipų reakcijoms su egzotiškais nestabiliais branduoliais planuojami Vakarų Europos, Jungtinių Amerikos Valstijų, Japonijos ir kitose laboratorijose, o jų rezultatams analizuoti ir paaiškinti tikrai reikės teorijos ir modeliavimų.
