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私の科学生活:James Kubicki、地質科学部門長

James Kubicki 博士の My Science Life 特集へようこそ。 James Kubicki は現在、UTEP の地質科学科および学際的な環境科学プログラムの議長を務めています。

彼の学問的進路は、博士号を取得した CSUF での学士課程から彼を導きました。カーネギー地球物理学研究所 (ラッセル ヘムリーと共に) で研究を行い、カリフォルニア工科大学 (ジェフ ブレイクとエド ストルパーの下) と米国海軍 (サビーン アピッツの下) でポスドクとして任命され、ペンシルベニア州立大学で教員職を務めました。この間、彼の研究は、高圧溶融構造、溶融、マグマの核生成と揮発性物質、有機汚染物質の抵抗性、バクテリアとミネラルの接着、植物細胞壁の構造、ナノ粒子の表面化学にまで及びました。

これらすべての研究の包括的なテーマは、環境内のプロセスの速度を制御する地球化学反応メカニズムを理解することでした。この道をたどるために、Kubicki は計算化学と分光法を利用して、分子構造の詳細を学習しました。特に、ガラスと溶融物、煤、ミネラル水界面などの重大な障害を伴う系の分子構造の詳細を学習しました。彼は、同僚の専門知識を組み合わせて、関心のあるシステムの化学をより包括的に把握するための共同アプローチを楽しんでいます。

お気に入りの引用

[infobox maintitle="William Blake" subtitle="一粒の砂に世界を見る

野の花の中の楽園

インフィニティを手のひらに持って

そして一時間で永遠に。
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地球化学者や鉱物学者は日常的にこれを行っているため、これはお気に入りの引用です。フェムト秒 (10 秒) で作業する計算化学者にとって、1 時間は事実上永遠に等しい場合があります。

あなたにとって典型的な一日は何ですか?

私の一日は、管理、研究、教育に分かれています。幸いなことに、UTEP の地質科学部には優秀なスタッフ (Kristen Gonzalez、Carlos Montana、Joel Gilbert、Annette Veilleux、Amber Bruner) がおり、管理の多くを委任することができます。また、学科内の 20 名の教員が積極的に参加していることも嬉しく思います。その結果、毎日ログインして計算を実行し、結果を分析し、論文やプレゼンテーションに取り組む時間があります.科学以外の専攻を教えることで、環境政策とそれを知らせる科学に関心を持つ必要がある理由を伝える機会が得られます。

私の仕事の最も良い部分は、学生と 1 対 1 で取り組むことです。なぜなら、学生の進歩を即座に把握し、学生の質問から学ぶことができるからです。博士号学生の Jason Boettger は、自分の論文を擁護しました。この論文は、誰かが長期的な目標を達成し、それを前進させるためのスキルと知識を獲得したことを知っているため、大きな満足感を与えてくれます。他のグループの学生と一緒に働くことは、私がめったに見逃す機会ではありません。なぜなら、分子モデリングは、フィールドや研究室での研究では得られない洞察を提供してくれるからです。これらのアプローチの補完性により、より優れた科学者が生まれます。

あなたの研究について教えてください

私たちの環境における汚染物質の毒性効果は、元素または化合物の性質とその形態によって異なります。たとえば、多環芳香族炭化水素 (PAH) に関する研究では、それらが有毒で発がん性があることが示されていますが、現場では、すすや有機マトリックス内に隔離されるとバイオアベイラビリティが低下し、生物への潜在的な影響が減少する可能性があります。一般的に、私は、分子レベルの洞察から恩恵を受けることができる、現実世界で重要な問題に興味を持っている人を見つけるのが好きです. Susan Brantley (ペンシルベニア州立大学) は、フィールドとラボで常に革新的であるため、この点で優れていました。

彼女と一緒に研究と教育を行うことは、私のキャリアの喜びの 1 つです。多くの場合、実験室での実験と分析には、複数の解釈やあいまいな解釈が含まれる場合があります。これは、計算化学がさまざまな提案された説明をテストし、スペシエーションをスペクトルまたは他の実験データに割り当てるための客観的な尺度を提供できる場所です。幅広い科学者との共同研究は、常に新しいことを教えてくれ、新しい目で世界を見続けるのに役立ちます.

あなたの分野における最大の課題は何ですか?

技術的には、十分な時間 (1 ミリ秒など) にわたって十分な大きさ (10K 原子など) のモデルで量子力学シミュレーションを実行することは大きな課題です。この種のシミュレーションを通常どおり実行できるブレークスルーがあれば、私たちの能力は劇的に拡大します。幸いなことに、環境分子科学研究所の Eric Bylaska のように、この障壁を打破しようと取り組んでいる非常に知的な人々がいます。 1 つの代替手段は、量子計算の代わりに使用する正確でリアクティブな古典的な力場を設計することです。古典的なアプローチでは、数百万の原子とミリ秒のシミュレーションを処理できますが、多くの場合、力場では化学反応が発生せず、精度が制限されます。この分野のリーダーは、ペンシルベニア州立大学の Adri van Duin とカーティン大学の Julian Gale です。

文化的または社会的側面では、科学的課題が、別々の分野の間、および物理科学と社会科学の間のギャップを埋めています。たとえば、環境科学者と毒物学者または健康科学者との間の十分なコミュニケーションがないことがわかります。私が興味を持っているもう 1 つの分野は、土壌科学者と大気科学者の関係です。現実の世界では、これらすべての研究分野がつながっていますが、資金提供機関、大学、専門家団体は、特定のトピックに焦点を当てるために分裂し、人為的な障壁を生み出しています。組織化は必要ですが、狭い範囲の焦点から積極的に頭を上げ、自分自身に関連する分野とつながるようにする必要があります。

あなたの分野でのキャリアを追求している人々へのアドバイスはありますか?

私が学生の頃から、科学は劇的に変化しました。 30 年前のパラダイムは、狭い領域を見つけて、そのトピックの世界的な専門家の 1 人になることでした。私たちはまだ専門家を必要としていますが、今日の科学と社会で私たちが直面している複雑な問題に取り組むために、ますます多くの専門家がチームで働く必要があります.優れたチーム メンバーになるには、自分の長所と短所を知り、エゴを捨て、自分のスキルを補完してくれる人を見つけ、新しい分野を開拓することを恐れてはなりません。

実際には、発生する機会を利用するために多才でなければなりません。私は幸運にも、より高速なコンピューターとより強力なプログラムを構築する他の人々の努力によって成長した方法論で勉強できました。 Gaussian Inc. がなかったら、私のキャリアパスははるかに困難で生産性が低かったでしょう。失敗しても挑戦し続ける。私はキャリアの中で科学研究を 2 回中退しそうになりましたが、途中でこの道を離れる必要がなかったことを非常に嬉しく思います。満足のいく結果が得られるまでに長い時間がかかることもありますが、長い間汗を流してきたときの成功は、はるかに素晴らしいものです。

「My Science Life」プロジェクトは、科学者に発言権を与え、何万人もの人々とつながることを可能にするという Science Trends の使命の中核をなすものです。あなたのような人々が自分の「ストーリー」を共有し、そうすることで科学をより親しみやすく個人的なものにする機会です。

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