Veda je pre mňa od slova zvedavosť
František Herman pracuje na Katedre experimentálnej fyziky Fakulty matematiky, fyziky a informatiky Univerzity Komenského, kam prišiel po troch rokoch pôsobenia na prestížnej univerzite ETH v Zürichu. Je teoretický fyzik, ako však sám hovorí, má rád teóriu, ktorá je blízko experimentu. Aj preto sa mu páči jeho odbor: fyzika tuhých látok. „Na základe našich výpočtov sa dajú merania predpovedať, interpretovať alebo vysvetliť. Vieme veciam okolo nás lepšie porozumieť a zároveň to môže byť aj užitočné,“ hovorí. Za svoj výskum v oblasti v supravodičov získal ESET Science Award pre vedca do 35 rokov za rok 2024.
Kategória Výnimočná osobnosť do 35 rokov sa na ESET Science Award udeľuje každoročne a laureáta vyberá rovnaká medzinárodná porota ako vedca, ktorý získava hlavnú cenu. V roku 2024 jej predsedala nositeľka Nobelovej ceny za chémiu Emmanuelle Charpentier, členmi boli informatik Subhashis Banerjee, materiálový vedec Michael John Reece, jadrový fyzik Jürgen Schukraft a onkológ Jan Trka. František Herman ich presvedčil svojimi výsledkami vo výskume supravodičov.
Supravodiče sú „in“
Čo to vlastne sú, tie supravodiče? A prečo sa aj na ne v súčasnosti upriamuje pozornosť fyzikov a materiálových vedcov na celom svete? „Sú to látky, ktoré pri nízkych teplotách dokážu viesť elektrický prúd bez odporu. Majú tiež zaujímavé vlastnosti pri kombinácii s elektromagnetickým poľom, presne tým, ktorým sa šíri svetlo, len na iných vlnových dĺžkach. Medzi také stochiometricky najjednoduchšie patria napríklad ortuť, niób, olovo alebo hliník,“ vysvetľuje František Herman. Súčasný záujem o ich výskum je podľa neho logickým krokom v dlhom príbehu skúmania vodivosti látok. „Kovy sa ľudia naučili kovať a zlievať už dávno a pomerne dávno z nich vytvorili vodiče elektrického prúdu. V 20. storočí prišli na to, že elektrický prúd vedú zaujímavým spôsobom aj tzv. polovodiče, vyrábané prakticky z piesku, a nastala éra ich výskumu a využitia v praxi. Supravodiče sú tiež podobným, prirodzeným krokom na tejto ceste.“
Spolupráca s experimentom
V jednom z rozbehnutých projektov komunikuje s vedcami z nemeckého synchrotrónového centra v DESY pri Hamburgu. Spoločne aj s jedným zo svojich študentov sa František Herman aktuálne zaoberá správaním vlastností supravodičových dutín pod vplyvom elektromagnetického poľa. „Supravodiče sa takýmto spôsobom používajú na to, aby sa častice, ktoré v takýchto dutinách urýchľujeme pomocou elektromagnetického poľa, urýchlili čo najefektívnejšie. Jednoducho povedané, vďaka nízkym stratám energie elektromagnetického poľa v supravodivom nióbe vieme energiu čo najviac využiť pre časticu, ktorú sa snažíme urýchliť. Ľudia, s ktorými komunikujeme, konštruujú komponenty do urýchľovačov, testujú ich a stále sa ich snažia vylepšovať a zdokonaľovať. My počítame supravodivosť. Na základe výpočtov z našej teórie vieme kolegom povedať, čo v tom supravodivom nióbe v zásade pri istej teplote hrá rolu.“ Podľa neho má veľkú cenu už len ten obojstranný dialóg. „My získame dáta o tom, ako sa supravodič reálne správal, či to zodpovedá našim predstavám a výpočtom a čo do nich ešte potrebujeme zahrnúť. Oni od nás získajú informácie, kde a čo sa dá premyslieť a upraviť, aby dosiahli želaný výsledok, resp. čo je spôsobené čím a prečo.“
Základný výskum aj praktické využitie
Na čo sa dá následne využiť urýchľovanie častíc? Nuž, na to, na čo pri experimentoch v slávnych urýchľovačoch, akými sú CERN (Európa) a Fermilab (Severná Amerika), kde sa používa presne tá istá technológia supravodivých dutín (popísaná vyššie). Ide o základný výskum, skúmanie vlastností a interakcií elementárnych častíc. Urýchľovanie častíc však môže priniesť aj veľmi praktické výsledky – napríklad na spracovanie rádioaktívneho odpadu z jadrového paliva. „Urýchlením izotopov rádionuklidov vieme dosiahnuť, že sa rozpadnú na ľahšie izotopy, ktorých polčas rozpadu bude oveľa kratší. Jadrový odpad by tak bol oveľa kratšie rádioaktívny a škodlivý pre človeka a životné prostredie. Táto oblasť výskumu je sľubná aj na konkrétne pozitívne výsledky,“ vysvetľuje František Herman.
Ďalšia oblasťou, na ktorú sa František Herman a jeho študenti zameriavajú, je skúmanie spinu (kvantového čísla) elektrónov a supravodivosti, čo súvisí s výskumom pre rôzne špecifické aplikácie súvisiace s tzv. spintronikou.
Z matfyzu na ETH
K prírodným vedám inklinoval František Herman od detstva. Páčilo sa mu, že predstavovali výzvy, bolo treba premýšľať nad riešeniami, nie memorovať. Pri výbere vysokej školy sa rozhodol pre odbor fyzika na Fakulte matematiky, fyziky a informatiky UK. Už počas magisterského štúdia ho zaujala fyzika tuhých látok, v tejto oblasti dokončil aj doktorát. „Na základe našich výpočtov sa dajú merania predpovedať, interpretovať alebo vysvetliť. Vieme veciam okolo nás lepšie porozumieť a zároveň to môže byť aj užitočné,“ vysvetľuje.
Na postdoktorandské miesto sa prihlásil na ETH do Zürichu, jednu z najlepších európskych univerzít. V čom bol vedecký život iný ako v Bratislave? „Jednoznačne cítiť, že je to prostredie bohatšie na finančné možnosti. Výskumné skupiny sú väčšie. Kým u nás je povedzmeže oddelenie zložené napríklad z troch profesorov a dvoch postdocov, tam je také isté oddelenie zložené z ôsmich profesorov a pätnástich postdocov. Takéto prostredie teda prirodzene generuje viac a lepších výsledkov, láka ERC granty. Je tam vytvorené administratívne zázemie, zabehnuté postupy,“ hovorí.
SASPRO2 na návrat
Na veľkej katedre fyziky na ETH, ktorá združovala všetky fyzikálne smery, sa František Herman nestratil, o čom svedčia publikácie v kvalitných časopisoch a účasť na zaujímavých projektoch. Súčasne sa po večeroch venoval aj projektu supravodivosti z doktorátu. Od začiatku pobytu vo Švajčiarsku rátal s tým, že sa chce raz vrátiť na Slovensko. „Nepatrím k ľuďom, ktorí chcú za každú cenu vypadnúť zo Slovenska, lebo vonku je aj tráva zelenšia. Jasné, boli tam skvelí ľudia, niekedy som si však kládol otázku, či by všetci dokázali byť takí výkonní a tvoriví aj bez toho dobre zabehnutého zázemia. Koľko z nich by dokázalo samostatne ťahať tím? V istom zmysle som sa na FMFI UK počas doktorátu cítil užitočnejší ako vo veľkom tíme v Zürichu, lebo tam ma vždy mohol veľmi ľahko niekto nahradiť, ale doma som vedel, že bezo mňa by isté veci neboli. Aj toto ma motivovalo sa po troch rokoch vrátiť.“
Na návrat na FMFI UK využil možnosť uchádzať sa o grant SASPRO2, určený na pritiahnutie vedeckých talentov zo zahraničia na Slovensko, čo je podľa neho výborná schéma pre tých, ktorí chcú prísť robiť vedu u nás.
Skúmať to, čo nerobia inde
Ktoré skúsenosti zo Švajčiarska by priniesol aj k nám? „Myslím, že by sme sa nemali snažiť vyvíjať si doma na kolene to, čo už niekde vyvinuli, mali by sme sústrediť energiu inam. Na Slovensku máme výborné podmienky na rozvoj teoretickej fyziky, či už všeobecnej, alebo tej zameranej na tuhé látky, práve kvôli tomu, že táto oblasť výskumu nie je taká náročná na financie, a keďže sme členskou krajinou EÚ, je veľmi jednoduché cestovanie a stretávanie sa s ďalšími vedcami. Veľmi drahé experimenty si môžeme zabezpečiť tam, kde už majú infraštruktúru. Nemusíme tu teda budovať nový CERN, ale je dôležité, aby sme boli členskou krajinou, ktorá s ním spolupracuje. Tiež by som nemárnil čas napodobňovaním – tam robia toto, poďme to robiť aj my. Ak nespravíme niečo originálne, je to zbytočné. Ak chceme celosvetovo do vedeckého prostredia priniesť niečo originálne, mali by sme v istom zmysle slova robiť takú vedu, čo nerobia inde. Čo by som ale určite odkopíroval, sú zabehnuté a dobre fungujúce administratívne procesy.“
A čo otázka peňazí pre vedu? „Určite by sme potrebovali viac investícií do vedy, bez debaty. Aj na ETH vám veľa ľudí povie, že by určite nepohrdli väčšou finančnou podporou. Keď už sme sa dotkli porovnávania, myslím si (a mám to potvrdené aj od ľudí ‚zvonku‘), že oproti ETH a ďalším zahraničným univerzitám máme zase my výhodu v individuálnejšom prístupe k študentom. Samozrejme, niečo je o ich počtoch, ale niečo je vyslovene nastavením.“
Veda, ktorá dokáže pomôcť
Porota ESET Science Award hodnotila u finalistov okrem vedeckých výsledkov tiež schopnosť komunikovať výskum. To je podľa Františka Hermana občas možno až otravné, ale predsa len nevyhnutné. Hlavne v období, keď sme doslova zaplavení veľkým množstvom informácií, pri ktorých musíme rýchlo vyhodnocovať ich „bludovosť“. „Prechádzame historicky azda najťažším testom presne tej vlastnosti, ktorá nás istým spôsobom odlišuje od zvierat. Práce s informáciou. Treba však nájsť správnu mieru, aby sa nestalo, že vedec viac popularizuje a vysvetľuje verejnosti, ako robí vedu.“
Vydrží mu nadšenie pre vedu aj do budúcna? Predsa len, nie každý deň vo vede je tým, ktorý prináša ocenenia či bezprostredný úspech. „Veda pre mňa nie je ani tak od slova vedieť ako od zvedavosť. Som zvedavý, ako niečo funguje, prečo to je takto, do čoho sa to dá zapojiť, či to vie niekomu, alebo niečomu pomôcť. Nechcem len publikovať pre seba či malý okruh expertov, chcem to vysvetliť aj iným ľudom. Často je to tápanie, chodím z práce s tým, že niečo nevychádza. Ale o to sú krajšie dni, keď veci prirodzene zapadnú do seba. Keď sa nám z našich projektov podarí získať pekné výsledky, ktoré sa nielen prejavujú v dobrých publikáciách, ale majú praktický dosah, zaujímajú aj študentov a získavajú ich pre fyziku tuhých látok. Toto je to, čo si na svojej práci vážim, mám rád a čo ma pri nej drží.“
Barbora Tancerová
Mgr. František Herman, PhD., pochádza zo Skalitého na Kysuciach. Bakalárske, magisterské aj doktorandské štúdium absolvoval na Fakulte matematiky, fyziky a informatiky UK v Bratislave, ako postdoktorand pracoval tri roky na ETH v Zürichu. V súčasnosti je odborným asistentom na Katedre experimentálnej fyziky FMFI UK, kde okrem učenia spolu s kolektívom študentov skúma teoretickú fyziku kondenzovaných látok. Vo svojom výskume sa zameriava na supravodiče, materiály, ktoré pri veľmi nízkych teplotách dokážu viesť elektrický prúd bez odporu pri jeho prenose a zároveň dokážu vytvárať silné magnetické polia. Stal sa laureátom ceny ESET Science Award pre vedca do 35 rokov za rok 2024. | |||
|---|---|---|---|