Fyzikální ústav AV ČR, v.v.i.

Podrobnosti

Kategória: EXKLUZÍVNE ROZHOVORY

V laserovém centru bude možné zkoumat relativistickou fyziku

Vědci z Fyzikálního ústavu Akademie věd ČR stojí za celou řadou revolučních objevů a inovací. Každý den na půdě ústavu dělají špičkovou vědu, která mění zítřejší svět. Podíleli se například na vývoji solárních článků, které by mohly výrobu vrátit z Číny zpátky do Evropy. Velikým projektem s celosvětovým dosahem je laserové centrum ELI Beamlines.„Očekáváme, že bude možné provádět i testy relativistické fyziky. Jsem sám zvědav na všechny možnosti a výsledky,“ říká v rozhovoru RNDr. Antonín Fejfar, CSc., zástupce ředitele Fyzikálního ústavu AV ČR.

Záběr Fyzikálního ústavu AV ČR je velmi široký a pro veřejnost možná hůře uchopitelný. Jaké jsou vaše klíčové úkoly?

Naším hlavním úkolem je bádat, což nemusí na první pohled vypadat jako konkrétní úkol, ale rozhodně se prolíná do veškeré naší činnosti. Musíme být zvídaví, a to ve všech oborech, které se fyziky týkají. Fyzikální ústav AV ČR má široký záběr, který sahá od elementárních částic až po astrofyziku a kosmologii. Hodně se věnujeme i fyzice pevných látek a materiálů, tedy s dosahem i k inženýrství.

Vaši vědci řeší celou řadu projektů. Chápu, že každý z nich je významný, ale můžete zmínit alespoň některé z nich?

Naším velkým projektem je ELI Beamlines, laserové centrum v Dolních Břežanech. Je to mimořádný projekt nejen v České republice, ale celosvětově. Pochopitelně řešíme i další projekty, například SOLID21. Co se týká rozpočtu, je o řád menší než pro ELI Beamlines, ale přitom je klíčový právě pro fyziku pevných látek, která je nezbytná pro mnoho aplikací a náš ústav má v této oblasti dlouhou tradici. Jen málokdo dnes ví, že část našeho ústavu se vyvinula z kořenů výzkumných laboratoří Škodových závodů. Děláme tak i praktickou a technickou fyziku, zatímco laserové centrum naopak směřuje k výzkumu na úrovni, kterou zatím ještě nikdo pořádně neprobádal. Díky výzkumu pevných látek můžeme přemýšlet o řadě aplikací do budoucna. To je i častá otázka, protože lidé se ptají, co praktického přinášíme, ale my skutečně pracujeme na věcech, které jsou důležité.

Na jaké výsledky výzkumů z poslední doby jste pyšní?

Když vyberu jednu věc z poslední doby, budou to sluneční články. V rámci evropského projektu NextBase se nám podařilo vyvinout solární články s velmi pěknou účinností (odstup za světovým rekordem byl pouhé 1,5 %). Myslíme si, proto, že do budoucna bude možné obnovit výrobu slunečních článků v Evropě. Konec konců, Evropa výrobu elektřiny ze slunce prosadila, jenže konkurence v oboru je tak veliká, že se nakonec výroba přesunula do Číny a do dalších zemí jihovýchodní Asie. V Evropě prakticky skončila. A právě tento evropský projekt přinesl klíčovou technologii, která Evropě vrací konkurenceschopnost.

Věda bývá někdy vnímána jako odtržená od reality, jak už jste sám naznačil, ale to není pravda. Jaké konkrétní objevy z poslední doby byly už implementovány do praxe?

Ptáte se ve správnou chvíli, protože zažíváme koronavirovou krizi a náš ústav se podílel na aktivitách, které jsou spojené s výrobou respirátorů, konkrétně těch, které byly navrženy na ČVUT. Ty vyrábí firma CARDAM, která je z jedné třetiny vlastněná Fyzikálním ústavem. V tomto případě se můžeme pochlubit úspěšným přenosem technologie z výzkumu do běžné výroby, do praxe. Zájem o tyto respirátory je veliký. Respirátor zároveň získal evropský atest, a tím se mu otevírají exportní možnosti. Tak například na to jsme pyšní.

Vědci z vašeho ústavu jsou zapojeni do už zmíněného ELI Beamlines. Jaké technologie tu mají k dispozici?

Neměli bychom říkat, že technologie máme k dispozici, protože my je dokonce vyvíjíme. Celkem tu jsou čtyři lasery. Každý z nich má trochu jiné určení. Ten nejsilnější z nich míří na úroveň výkonu dosahujícího deset petawattů. Při tomto výkonu očekáváme, že dojde k jevům, které klasická fyzika nezná. Očekáváme například, že může dojít k prolomení vakua, to znamená, že se začnou tvořit částice jakoby z ničeho a bude možné provádět i testy relativistické fyziky. Jsem sám zvědav, jaké budou možnosti a výsledky. Zároveň je třeba říci, že ELI Beamlines tu není jen pro naše vědce, ale slouží jako evropská infrastruktura a vlastně jako laboratoř, jež je k dispozici vědcům z celého světa.

Souvisí s tím i založení mezinárodního konsorcia ELI ERIC, které plánujete? Jak bude koncipováno?

Souvisí. Tato velká evropská centra za sebou mívají evropská infrastrukturní konsorcia, což je význam zkratky ERIC. Bude se jednat o první velkou výzkumnou infrastrukturu, která bude sídlit v nových členských zemích – konkrétně v České republice a v Maďarsku. Součástí mělo být i Rumunsko, ale rumunský pilíř má zpoždění, takže ELI ERIC bude nakonec spoluzakládat ještě Itálie a Litva. Úkolem konsorcia bude provozovat laserové centrum jako společnou infrastrukturu, což je velmi důležité, protože provoz takto velkých laboratoří už překračuje schopnosti jednotlivých států. Podobně Evropa spolupracuje na řadě dalších projektů. Na tento ovšem budeme pyšní, protože očekáváme, že ústředí konsorcia bude přímo sídlit v Česku.

Technologie jsou pro výzkum velmi klíčové – do jakého vybavení laboratoří jste v poslední době investovali?

To není snadná otázka. Náš ústav je velký a investujeme do řady různých přístrojů. Ročně se jedná o desítky různých přístrojů, které nakupujeme a o které soutěžíme v rámci soutěže, jíž pořádá Akademie věd ČR. Některé vkládáme do výzkumných infrastruktur, které sdílíme v rámci otevřeného přístupu podporovaného Ministerstvem školství ČR. Příkladem může být CzechNanolab, který tvoříme spolu s brněnským centrem CEITEC. Kdybych měl vybrat jednu věci, tak vyberu laboratoř molekulární epitaxe určené pro spintroniku. Spintronika je obor elektroniky využívající spinu elektronů k uchovávání, přenosu a zpracování informace, což může znamenat revoluci pro výpočetní techniku. Naše oddělení spintroniky je úspěšným oddělením s potenciálně velkým dopadem na to, jak budou vypadat počítače budoucnosti. Lze očekávat, že by mohly být o řády rychlejší a mohly by mít menší spotřebu energie, což je pro tento obor zásadní. Možná, že jste si také všimli, že se Moorův zákon o nárůstu výkonu procesorů, zastavil. Další vývoj musí jít směrem nových fyzikálních jevů a spintronika by mohla být jedním ze směrů. Proto jsme nainstalovali novou laboratoř molekulární epitaxe a připravujeme polovodiče, které vykazují antiferomagnetismus. To je věc, která v tomto oboru může způsobit změnu paradigmatu, protože antiferomagnety se vzájemně neruší okolními magnetickými poli a umožnily by velkou hustotu integrace budoucích počítačových obvodů.

Jaké je podle vás nyní postavení české vědy v mezinárodním srovnání? A s jakými zahraničními institucemi spolupracujete?

Fyzikální ústav spolupracuje se řadou institucí, v některých případech jsme dokonce pověřeni, abychom za Českou republiku spolupracovali s významnými centry, jako je například CERN, což je světové ústředí výzkumu elementárních částic. V celosvětovém srovnání si náš ústav i celá Akademie věd ČR vede velmi dobře. Nedávno vyšly nové výsledky Nature indexu, tedy žebříčku, který připravuje časopis Nature a Akademie věd ČR si vylepšila pozici asi o 14 míst a skončila na 155. místě ve srovnání výzkumných organizací. Když se podíváme na srovnání se srovnatelnými institucemi, tak je Akademie věd ČR na 14. místě. První je Čínská akademie věd, druhé místo má Francouzské národní centrum vědeckého výzkumu. Za sebou jsme pak nechali třeba proslulou laboratoř v Los Alamos, která je špičkou v oboru atomového výzkumu. Jsme v tom žebříčku ve velmi pěkném sousedství.

Na jaké úkoly nebo cíle se budete v následujícím období soustředit?

Při této otázce se můžeme opět vrátit na začátek našeho rozhovoru – naším hlavním a dlouhodobým cílem je zůstat zvídaví a bádaví. Ale abych byl konkrétnější, hodně se u nás, na půdě Akademie věd, hovoří o transferu znalostí a technologií. To je obor, ve kterém si myslím, že můžeme udělat o hodně více, než v současné době děláme. Akademie věd je v tomto oboru velmi úspěšná organizace, ale to je dané výsledky Ústavu organické chemie a biochemie. V dalších ústavech se transfer znalostí a technologií také rozvíjí, ale potřebujeme se naučit dělat ho lépe. Když se podíváme na koronavirovou krizi, tak během ní začali lidé přemýšlet o praktickém uplatnění toho, co umí. A začali to dělat velmi rychle. Ukázalo se, že to jde. Tuto možnost potřebujeme mít ve svém repertoáru stále. To je mé přání.

Priemysel Dnes/Průmysl Dnes