Čeští vědci přispěli k vývoji nové třídy jednorozměrných organických vodičů

Datum publikace
Kategorie aktualit
Perex

Společná práce českých, španělských a švýcarských vědců, kterou publikoval tento týden časopis Nature Nanotechnology, představuje nový přístup k vývoji nekovových vodičů využitelných v solární energetice, optických technologiích či nanoelektronice.

Mezinárodní tým vědců za účasti výzkumníků z Regionálního centra pokročilých technologií a materiálů (RCPTM) Přírodovědecké fakulty Univerzity Palackého v Olomouci a Fyzikálního ústavu (FZU) v Praze navrhl a experimentálně potvrdil možnost přípravy jednorozměrných vodivých polymerů na bázi uhlíku. Vzhledem k tomu, že uhlík je jedním z nejdostupnějších prvků, vykazují nové polymerní vodiče v porovnání s běžnými kovovými vodiči potenciálně nejen nižší výrobní náklady, ale také větší stabilitu a lepší možnosti řídit jejich materiálové vlastnosti. Společná práce českých, španělských a švýcarských vědců, kterou publikoval tento týden časopis Nature Nanotechnology1, představuje nový přístup k vývoji nekovových vodičů využitelných v solární energetice, optických technologiích či nanoelektronice. O významu práce svědčí fakt, že editoři časopisu Nature Nanotechnology věnovali článku speciální komentář.

„Výhodou nových polymerů je vysoká reprodukovatelnost přípravy a očekávaná vyšší stabilita oproti původním obohaceným vodivým polymerům. Možnost konstrukce stabilních uhlíkových vodivých polymerů otevírá nové možnosti pro miniaturizaci a zvýšení výkonu řady elektronických součástek,“ říká Pavel Jelínek, který vede český tým.

Organické polovodiče
Popis

Struktura vodivého 1D polymeru pohledem mikroskopie atomárních sil (nahoře). Snímek z rastrovacího tunelového mikroskopu, který ukazuje tzv. volné elektronové radikály na konci polymeru (dole).
(autor snímku B. de la Torre)

Kovové vodiče, které jsou v současné době nedílnou součástí většiny komerčních elektrických a elektronických zařízení, vedou elektrický proud pomocí volných elektronů v jejich strukturách. Organické molekuly na bázi uhlíku a vodíku ve většině případů volné elektrony neobsahují a chovají se jako izolanty. Jsou ovšem známy organické vodiče, tzv. vodivé polymery, které vedou elektrický proud díky obohacení jinými prvky. Tyto cizí prvky dodávají nebo odebírají ze struktury uhlíkových polymerů elektrony, čímž vzniká potřebný volný elektrický náboj odpovědný za vysokou elektrickou vodivost. Za objev těchto polymerů byla v roce 2000 udělena Nobelova cena za chemii. Výhodou polymerních vodičů oproti běžným kovovým vodičům je nenáročnost jejich výroby a snadné zpracování běžnými technologiemi, lepší mechanické vlastnosti a možnost ladit jejich elektrické i optické charakteristiky. Některé z nich proto nalezly uplatnění v organických LED diodách, solárních článcích, tranzistorech nebo různých typech senzorů. Naopak hlavní nevýhodou stávajících vodivých polymerů je jejich nízká chemická a tepelná stabilita, která souvisí s přítomností cizích prvků v jejich struktuře. Řada laboratoří ve světě se proto snaží o přípravu nových typů vodivých polymerů, které by cizí prvky neobsahovaly. Jako prvnímu se to podařilo právě česko-španělsko-švýcarskému týmu.

„V naší práci jsme studovali tzv. π-konjugované polymery, které jsou charakteristické střídáním jednoduchých a dvojných vazeb mezi atomy uhlíku. Nicméně vhodnou volbou základních stavebních jednotek polymeru lze připravit jednorozměrný systém, který se nachází v blízkosti fázového přechodu, na základě kompenzace vnitřního mechanického napětí polymeru a jeho elektronové struktury. Právě s použitím správných výchozích molekul vznikl vysoce vodivý polymer s volnými elektrony bez nutné přítomnosti cizích prvků. Tento přístup k syntéze 1D vodivých polymerů může vést k vývoji nové generace organických vodičů pro molekulární elektroniku, uvedl Jelínek.

Organické polovodiče 2
Popis

Schematické znázornění struktury 1D vodivého polymeru na povrchu zlata a hrotu rastrovacího mikroskopu, který byl použit pro jeho charakterizaci.  (autor obrázku M. Pykal)

Syntéza 1D polymerních řetízků probíhala na povrchu zlata. Chemickou strukturu a elektrické vlastnosti vědci zkoumali pomocí rastrovacího mikroskopu s chemicky upraveným hrotem, který umožňuje zobrazení jednotlivých molekul (obr. 1.) „Vodivé polymery byly připraveny nanesením vhodných molekul, které vyvinuli španělští kolegové, na povrch zlata. Jejich následné tepelné zpracování vedlo k tvorbě dlouhých 1D řetízků bez jakýchkoliv strukturních poruch. Základní stavební jednotky polymerů byly vzájemně propojenými uhlíkovými můstky. Elektrické vlastnosti 1D polymerů lze navíc ladit právě vhodnou volbou základních stavebních jednotek a posunout se například k vývoji 1D organických polovodičů. Vyvinuté polymery by mohly nalézt uplatnění nejen při vývoji molekulární elektroniky, ale i nových optoelektronických zařízení nebo organických solárních cel,“ říká Bruno de la Torre působící ve FZU a RCPTM.

Výsledky studie navazují na spolupráci španělského a českého týmu, která v nedávné minulosti vedla k vývoji chemických protokolů pro syntézu polymerů, jejichž příprava není možná pomocí běžných postupů.2 „Práce v Nature Nanotechnology ukazuje unikátní možnosti chemie na površích, kde se uplatňují odlišná chemická pravidla oproti reakcím probíhajícím v kapalném nebo plynném prostředí. Lze tak připravit zcela unikátní materiály jako jsou právě 1D molekulární vodiče s vlastní vodivostí vyplývající přímo z jejich struktury. Tyto poznatky by mohly pomoci k řešení řady dalších vědeckých výzev a přípravě nové generace nízkodimenzionálních struktur se zcela novými optickými, magnetickými a elektrickými vlastnostmi,“ dodává Radek Zbořil z olomouckého RCPTM.

 


Reference:

1. B. Cirera, A. Sánchez-Grande, B. de la Torre, J. Santos, Sh. Edalatmanesh, E. Rodríguez-Sánchez, K. Lauwaet, B. Mallada, R. Zbořil, R. Miranda, O. Gröning, P. Jelínek, N. Martín, D. Ecija,Tailoring topological order and π-conjugation to engineer quasi-metallic polymers, Nature Nanotech. (2020) DOI: 10.1038/s41565-020-0668-7.

2. A. Sánchez-Grande, B. de la Torre, J. Santos, B. Cirera, K. Lauwaet, T. Chutora, S. Edalatmanesh, P. Mutombo, J. Rosen, R. Zbořil, R. Miranda, J. Björk, P. Jelínek, N. Martín and D. Écija," ANGEWANDTE CHEMIE INTERNATIONAL EDITION vol. 58, iss. 20, pp. 6559-6563, 2019. DOI: 10.1002/anie.201814154.

Kontaktní osoby:

Pavel Jelínek

Fyzikální ústav AV ČR | RCPTM

E-mail: jelinekp [at] fzu [dot] cz | M: 734 353 740

https://www.nature.com/articles/s41565-020-0668-7

Fyzikální ústav AV ČR zahajuje spolu s desítkou českých firem sériovou výrobu ochranných masek

Datum publikace
Kategorie aktualit
Perex

Společnost CARDAM, dceřiná společnost Fyzikálního ústavu AV ČR, společnosti Beneš a Lát, a. s., a České zbrojovky, a. s., spustí v příštím týdnu sériovou výrobu polomasek RP95-M určených pro nejvyšší stupeň ochrany. Maska vychází z původního modelu vyvinutého na ČVUT. Oproti prozatímní produkci na 3D tiskárnách se ale budou klíčové díly vyrábět ne desítky minut, ale desítky sekund. Zároveň se maska zkvalitní i zlevní.

Jedna z prvních dodávek z plánované týdenní produkce 50 000 kusů směřuje do ústavů Akademie věd ČR, kde vědci testují vzorky na přítomnost koronaviru. Koordinaci výroby zajišťuje CARDAM, s. r. o., dceřiná firma Fyzikálního ústavu AV ČR, společnosti Beneš a Lát, a. s., a České zbrojovky, a. s. „Maska umožňuje použití výměnných filtrů včetně filtrů P3 R, přesahujících úrovní ochrany třídu FFP3,“ vysvětluje Michael Prouza, ředitel Fyzikálního ústavu AV ČR, kde vědci vyvinuli speciální komoru na testování těsnosti masek.

Pro sériovou výrobu na vstřikovacích lisech bylo nutné upravit návrh prototypu masky vyvinuté na Českém institutu informatiky, robotiky a kybernetiky ČVUT. Na základě výhradní licence poskytnuté start-up firmou ČVUT TRIX Connections, s. r. o. vznikl upravený model RP95-M, na jehož vývoji a konstrukčním řešení sériové podoby se podílely společnosti CARDAM, s. r. o., a Beneš a Lát, a. s.

Akademicko-průmyslový ping-pong

Spolupráce mezi vědci a výrobními společnostmi na inovaci prototypu a spuštění sériové výroby stála na zkušenostech z předchozích projektů v rámci Národního centra kompetence MATCA, ale i na osobním nasazení desítek lidí. „Byla to ukázka sehraného akademicko-průmyslového ping-pongu,“ říká Miloslav Klinger z Fyzikálního ústavu AV ČR a Jan Lát ze společnosti Beneš a Lát, a. s., dodává: „Například z důvodu maximálního urychlení výroby forem byly práce na formách pro výrobu masek rozděleny mezi šest nástrojáren, které paralelně pracovaly na deseti formách pro výrobu masek.“

Klíčová pro bezpečnost masky je těsnost. "Každá maska bude podrobena podmínkám násobně náročnějším než při běžném provozu. Cílem je, aby se mezi pracovníky v první linii dostaly jen ty nejkvalitnější masky," vysvětluje Tomáš Jetmar, jehož tým má na starosti vývoj testovacího zařízení vyvinutého přímo ve Fyzikálním ústavu AV ČR.

Vyšší kvalita, nižší cena, delší životnost

Náklady spojené s používáním těchto masek jsou výrazně nižší dokonce i v porovnání s respirátory FFP2 poskytující navíc významně nižší ochranu. „V porovnání s běžně dostupnými respirátory FFP2 jsou náklady na měsíční provoz více než desetkrát nižší,“ říká Ondřej Kurkin, ředitel CARDAM, s. r. o.

Díky odolným materiálům je možné masku opakovaně sterilizovat a její životnost je stanovena minimálně na 100 sterilizačních cyklů v autoklávu a na neomezený počet dezinfekcí.

Použitý částicový kombinovaný filtr P3 R odpovídá maximálnímu stupni ochrany a dle výrobce filtrů AVEC CHEM, s. r. o., je v čistém prostředí nemocnice jeho životnost přibližně týden nepřetržitého provozu. Ve spolupráci Fyzikálního ústavu AV ČR a společnosti SIGMA Výzkumný a vývojový ústav, s.r.o. probíhá navíc vývoj metody pro dezinfekci filtrů za účelem prodloužení jejich životnosti.

Fyzikální ústav AV ČR též koordinuje distribuci jedné z prvních objednávek, kdy 1200 kusů ochranných masek bude doručeno a používáno vědci v biologických a chemických ústavech AV ČR, kteří se podílejí na testování a dalších aktivitách v boji proti nemoci covid-19.

Na přípravě sériové výroby spolupracovaly spojenými silami mimo jiné tyto společnosti:

  • JAN SVOBODA s.r.o.
  • Šonka servis s.r.o. (Černošice)
  • Jiří Češka. Nástrojárna Příbram (Příbram)
  • FORMEX Koh-I-Noor machinery s.r.o. (Brno)
  • Staform UH s.r.o. (Uherský Brod)
  • KONFORM PLASTIC s.r.o. (Zlín)
  • Peartec s.r.o. (Plzeň)
  • Libeos s.r.o. (Liberec)
  • TD-IS, s.r.o. (Plzeň)
  • JSW Machines s.r.o. (Brno)

Praha, 17. dubna 2020

Foto: Beneš a Lát, a. s.

Tagy článku:

Kdo si hraje, nezlobí

Datum publikace
Kategorie aktualit
Perex

Jedním z předpokladů spokojenosti na pracovišti je možnost skloubení kariéry a rodinného života. Nelehký úkol, na jehož řešení se jako zaměstnavatel úspěšně podílí Fyzikální ústav. Nedávno zprovozněné návštěvní místnosti s vybavením pro děti kouzlí úsměv na tváři rodičů i jejich potomků. První vlaštovkou bylo vytvoření oddychového koutku ve střešovickém komplexu. Pro děti do sedmi let vznikl ze zasedací místnosti herní prostor a rodičům slouží dvě pracovní místa.

„Dětská místnost je ideální kombinací kanceláře a dětského koutku. Dcera se sama v novém prostředí zabaví a já můžu nerušeně na počítači zpracovávat data a výsledky experimentů, na což bych se doma v režimu home office nedokázal soustředit,“ popisuje přednosti Martin Müller.

Nový prostor na Cukrovarnické si chválí také Filip Dominec: „Dětská místnost nám dělá radost každý týden. Mně umožňuje skloubit odpolední péči o dítě s prací na notebooku a s diskusí s kolegy na pracovišti. A naše dvouletá dcera se tam vždy těší, nejen na neohrané hračky, ale i na ostatní děti.”

Pozitivní ohlasy budí také upravený prostor Na Slovance pro čtyři děti a jejich doprovod, kterému jsou k dispozici dvě pracovní místa. „Na Fyzikálním ústavu vznikl kouzelný a současně velmi útulný prostor, kde je možné pobýt se svým dítětem,“ raduje se Martina Toufarová. „Je to velká pomoc v situaci, když si potřebujete vzít dítě na chvilku do práce. Odpadá problém shánění krátkodobého hlídání, které je většinou velmi nákladné.“

S využívání nového prostoru pro tři děti a dvě dospělé osoby v prostorách břežanského centra ELI-Beamlines má zkušenosti Jiří Vaculík. Ten oceňuje, že v případě neplánované situace, kdy by bylo nutné zůstat s dítětem doma, může být k dispozici na pracovišti a zároveň poskytnout potřebnou rodičovskou péči. „Dostatek různorodých aktivit v koutku dítě zaujme a zaměstná po dobu, kdy se věnuji práci, případně jednám s kolegy,“ vysvětluje.

Vytvoření zázemí pro děti a jejich pečovatele je jen součástí řady podpůrných opatření, které FZU nabízí. „Zaměstnanci mohou využívat například flexibilní pracovní dobu, zkrácené úvazky nebo práci z domova,“ upřesňuje Lucie Beránková za HR FZU.

Autor: Petra Köppl Foto: Archiv Martina Toufarová a Jiří Vaculík Datum: 5. 3. 2020

Bubliny na implantátu okouzlily porotu. Fotografie vyhrála titulní stranu prestižního časopisu

Datum publikace
Kategorie aktualit
Perex

V soutěži o obálku prestižního časopisu Materials Today vydavatelství Elsevier uspěl se snímkem z elektronového mikroskopu doktorand Karel Tesař. Ve Fyzikálním ústavu AV ČR (FZU) a na Katedře materiálů FJFI ČVUT v Praze vyvíjí nový materiál pro implantáty, které se v těle rozpustí. Jeho vítězná fotografie zachycuje růst korozních produktů na bublině vodíku v simulovaném tělním roztoku.

Vaše fotografie zaujala editory prestižního časopisu a byla zařazena na jeho obálku. Také Vám v aktuálním čísle časopisu vyšel krátký článek, objasňující vědecké souvislosti snímku1. Co si myslíte, že hodnotitele na snímku zaujalo a mohl byste nám v krátkosti říct, jaký příběh se v něm skrývá?

Především je nutné říci, že je to práce celého týmu, nikoli jedné osoby. Jedná se o snímek související s mým výzkumem, kterému se věnuji v rámci svého doktorského studia, téma mé disertační práce je Tenké hořčíkové dráty pro biodegradabilní implantáty. Domnívám se, že hodnotitele, kromě estetických kvalit snímku, zaujalo především to, že upozorňuje na problémy, které je při vývoji biodegradabilních implantátů nutné řešit. Hořčík se v těle rozpouští za vzniku vodíku a hydroxidu hořečnatého. Pokud je vodíku malé množství, tělo si s ním poradí a je odveden pryč. Pokud ho je ovšem nadbytek, vznikají na implantátu bubliny. Na rozhraní plynu s prostředím těla se vytváří také hydroxid hořečnatý a následně z něj hořčíkem substituovaný hydroxylapatit a jiné fosfáty vápníku. Právě tyto korozní produkty jsou důvodem, proč je hořčík pro podporu hojení kostí tak perspektivní. Jsou totiž chemicky velice podobné anorganické složce lidské kosti. Ta může při svém hojení a růstu tyto uložené minerály využívat. Z vědeckého hlediska je tedy velice užitečné zkoumat, jak se liší korozní produkty na rozhraní hořčík-tělní médium a hořčík-vodík.

Vítězná fotografie
Popis

Vítězná fotografie

Snímek vznikl v rámci spolupráce s Ústavem struktury a mechaniky hornin AV ČR, kde s docentem Ing. K. Balíkem a jeho spolupracovníky provádíme testy drátků v simulovaných tělních roztocích a popisujeme korozní produkty, které se tam vytvářejí. Spolu s Lenkou Boreckou jsme pomocí elektronového mikroskopu vytvářeli přehled korozních produktů po různé době degradace. Vítězný snímek zachycuje růst korozních produktů na bublině, která se neustále zvětšuje. Jelikož koroze probíhá od povrchu drátu, bublina má možnost růst jen tam, kde ještě nukleace fosfátů vápníku neproběhla. Tak vzniká polouzavřená trubice, která zaujala hodnotitele. Je nutné zmínit, že na většině míst, kde probíhá lokální koroze, nevzniká vodík tak rychle. To má za následek kulové, plně uzavřené bubliny. Při hojení kosti se do takto uzavřeného prostoru nedostanou buňky a vniká dutina, která může v těle způsobovat řadu problémů. V současné době problém vytváření vodíku řešíme přidáním malého množství zinku do hořčíkové slitiny a potahováním drátů biodegradabilními polymery.

Hořčíkový drát se díky speciální přípravě při opakovaném ohýbání nepřetrhne. Mohl byste nám objasnit mechanismy, které toto neobvyklé chování způsobují?

Na Fyzikálním ústavu AV ČR vyrábíme hořčíkové dráty metodou přímé extruze. Její princip je velice jednoduchý. Přes ocelovou formu protlačíme tyč o průměru 6 mm, kdy výstupní otvor má pouze 0,25 mm. Dostáváme tak finální drát v jediném kroku. Je ovšem velice komplikované uzpůsobit tvářecí formu velmi náročným podmínkám, které musí pro tuto výrobní operaci vydržet. Oproti běžnému hořčíkovému drátu, připravovanému tažením, má náš drát výhodu především při deformaci ohybem. V roce 2016 jsme publikovali studii, ve které jsme vysvětlili tento fakt díky reverzibilnímu dvojčatění2. Z důvodu přednostní orientace krystalků v drátu, způsobené naší metodou výroby, se drát deformuje při ohybu převážně tzv. dvojčatěním. Části krystalů se přesunou tak, že vznikají oblasti krystalové mřížky, které jsou spjaty s původními rovinami souměrnosti (roviny dvojčatění). Při narovnání drátu je pro tyto oblasti krystalu výhodné vrátit se do původního stavu. Vzniká tak menší poškození opakovaným ohybem než u drátu, který se přednostně deformuje skluzem.

Hořčíkový drát
Popis

Hořčíkový drát s průměrem 250 µm. Modře jsou oblasti s krystaly v původní orientaci. Červeně krystaly kde proběhlo dvojčatění. Zleva: Rovný drát, ohyb kolem tyče s průměrem 3 mm, narovnání drátu, ohyb na opačnou stranu. Po narovnání drátu většina dvojčat vymizí. (Difrakce ve zpětně odražených elektronech, skenovací elektronový mikroskop)

Bez biodegradabilních materiálů se současné zdravotnictví již při léčbě neobejde. Podařilo se Vám najít v přeplněném trhu skulinu pro užití kovového drátu, který by se po nějaké době v těle rozpustil?

Existuje poměrně velké množství případů, kde by se kovový biodegradabilní drát hodil. Kov poskytuje oproti běžně využívaným biodegradabilním polymerům vyšší tvarovou stálost při zatížení. My chceme využít toho, že korozní produkty hořčíku mohou podporovat hojení kostí. Velice častým zákrokem, který vyžaduje použití drátů, je takzvaná střední sternotomie. Aby se kardiochirurg dostal k srdci je nutné podélně rozříznout hrudní kost (sternum), provést operaci a zase oddělené poloviny sterna fixovat k sobě. Pro to se používají převážně ocelové dráty. Pokud tyto dráty nejsou pro pacienta přítěží, tak se z těla nevyjímají. Existují ovšem případy, kdy je přítomnost drátů problém. Zejména u malých dětí, kdy fixační drát může při jejich růstu zarůstat do hrudní kosti. Někteří lidé si také mohou na přítomnost iontů kovů v okolí ocelového drátu vyvinout nesnášenlivost. Biodegradabilní drát, který bude dostatečně dlouho držet obě poloviny sterna u sebe, a pak se rozpustí, by tedy byl velkým přínosem. A to je jedna z možných aplikací našeho drátu. Prozkoumali jsme mechanické vlastnosti drátu3 a prozatím si jsme jisti, že vydrží zatížení u dětí, kde by byl i nejvyšším přínosem. Pro využití u dospělých by bylo nutné slitinu drátu dále vylepšit. A i to je předmětem našeho dalšího výzkumu.

Probíhají in vivo testy hořčíkového drátu na potkanech. Jak se kovový drát osvědčil a je již na základě výsledků možné odhadnout, kdy přejdete do dalšího stupně testování?

Pilotní testy na několika potkanech nám potvrdily nutnost potahovat drátky biodegradabilním polymerem. V současné době, ještě ve spolupráci s 1. lékařskou fakultou Univerzity Karlovy, vyhodnocujeme odebrané vzorky. Díky nim budeme schopni přistoupit k dalším testům, již velmi blízkým finálnímu uplatnění. Koncem tohoto roku se plánují začít experimenty se svazováním hrudní kosti selat ve spolupráci s Ústavem živočišné fyziologie a genetiky AV ČR.

K. Tesař, P. Köppl, foto: K. Tesař

Literatura

[1] K. Tesař, K. Balík: Nucleation of corrosion products on H2 bubbles: A problem for biodegradable magnesium implants? Materials Today, In press., DOI: 10.1016/j.mattod.2020.04.001

[2] A. Jäger, S. Habr, K. Tesař: Twinning-detwinning assisted reversible plasticity in thin magnesium wires prepared by one-step direct extrusion, Materials & Design 110, (2016), 895-902., DOI: 10.1016/j.matdes.2016.08.016

[3] K. Tesař, K. Balík, Z. Sucharda, A. Jäger: Direct extrusion of thin Mg wires for biomedical applications, T. Nonferr. Metal. Soc. 30 (2020), 373-381.,DOI: 10.1016/S1003-6326(20)65219-0

Tagy článku:

9. dubna 1963 byl spuštěn první československý laser

Datum publikace
Kategorie aktualit
Perex

Letos v květnu si připomeneme šedesáté výročí první úspěšné realizace laseru [1]. V tomto kontextu bychom rádi upozornili na to, že první plně funkční prototyp laseru byl v našich zemích vyvinut a uveden do provozu 9. dubna 1963 ve Fysikálním ústavu ČSAV díky Karlu Pátkovi (5. 5. 1927 - 25. 11. 1967), významnému badateli v oboru luminiscence pevných látek.

Aktivním prostředím prvního československého laseru nebyl rubín, tj. první laserový aktivní materiál na světě [1], ale neodymové sklo (angl. Nd:glass). Sklo dopované neodymitými ionty bylo využito jako laserový materiál poprvé Snitzerem [2], krátce po Maimanově úspěchu s rubínem. Prvně a též nejčastěji sledovaný a využívaný přechod 4F3/2 - 4I11/2 v iontech Nd3+ emituje záření o vlnové délce 1064 nm, tedy v blízkém infračerveném oboru.

Laserového efektu bylo v opticky čerpané tyčince neodymového skla dosaženo po pěti měsících intenzivních přípravných, konstrukčních a vlastních experimentálních prací. Jádro zařízení [3] tvořila eliptická komora s vnitřní stěnou vyleštěnou do vysokého lesku. V jednom ohnisku se nachází xenonová výbojka. Uvnitř komory byla jen aktivní část (délka 10,5 cm a průměř 0,8 cm) výbojky. Druhé ohnisko vyplnila tyčinka neodymového skla usazená na chladicím trnu vnořeném do kapalného dusíku v Dewarově nádobě. Toto uspořádání zajišťovalo efektivní a poměrně rovnoměrný přenos zářivé energie výbojky do aktivního prostředí laseru. Podrobný popis zařízení a jeho funkce naleznou zájemci v publikacích [3,4].

První český laser
Popis

Fotografie prvního laseru uvedeného do chodu v našich zemích [3]

Již v polovině šedesátých let se objevil názor [5], relativizující úspěchy při konstrukci prvních laserů u nás konstatováním, že taková zařízení byla tehdy na západě běžně dostupná na čistě komerční bázi. Přestože tento argument jistě má racionální jádro, velmi přesvědčivě nám zní i odpověď na něj [6]. Tyto lasery sice na světovém trhu byly, ale naše výzkumné a vývojové instituce si je z řady důvodů nemohly zakoupit. Dovoz takového zboží byl do socialistických států často embargován, navíc chyběly potřebné valuty. Práce na tuzemských laserech se také neomezovaly jen na získání zkušeností s konstrukcí laseru a vlastnostmi laserového paprsku. Obvykle nastartovaly podpůrné resp. paralelní výzkumné aktivity poskytující původní výsledky reflektované mezinárodní komunitou.

Dr. Karel Pátek
Popis

Dr. Karel Pátek (5. 5. 1927 - 25. 11. 1967)

 

Tak tomu bylo i v tomto případě. Snaha o realizaci výše popsaného laseru iniciovala práce na přípravě neodymových skel různých typů a detailní studium jejich optických vlastností - jak absorpčních, tak emisních. K. Pátek tyto systematické výzkumy prováděl ve spolupráci s J. Pantoflíčkem z Matematicko-fyzikální fakulty UK a dalšími spolupracovníky. Snažili se především osvětlit, jak ovlivňuje prostředí určitého skla neodymité ionty v něm obsažené. Dosáhli významných původních výsledků [5-8] s dobře patrným mezinárodním ohlasem.

 

Tato plodná a nadějná kapitola raného laserového výzkumu na Fysikálním ústavu ČSAV se bohužel záhy uzavřela řízením osudu. Karel Pátek zemřel po krátké těžké nemoci 25. listopadu 1967 – více o jeho životě a díle viz např. [4,9,10].

 

V případě zájmu o další podrobnosti, prosím, kontaktujte pracovníky FZÚ: P. Köppl [koppl [at] fzu [dot] cz; tiskové zprávy] a L. Juha [juha [at] fzu [dot] cz; technické detaily laseru]


Literatura
1. T. H. Maiman: „Stimulated optical radiation in ruby“, Nature 187, 493 (1960).
2. E. Snitzer: „Optical maser action of Nd+3 in a barium crown glass“, Phys. Rev. Lett. 7, 444 (1961).
3. K. Pátek: „Kvantový generátor s neodymovým sklem“, Slaboproudý obzor 25, 390 (1964).
4. L. Vyšín, L. Juha: „Pocta Karlu Pátkovi za první československý laser”, Čs. čas. fyz. 60, 316 (2010)
5. K. Hauptmanová, J. Pantoflíček, K. Pátek: „Die optischen und Lumineszenzeigenschaften von mit Neodym aktiviertem Glas“, Czech. J. Phys. B 14, 698 (1964).
6. K. Hauptmanová, J. Pantoflíček, K. Pátek: „Absorption and fluorescence of Nd3+ ion in lanthanum-borate glass“, Czech. J. Phys. B16, 807 (1966).
7. K. Hauptmanová, J. Pantoflíček, K. Pátek: „Absorption and fluorescence of Nd3+ ion in silicate glass“, phys. stat. sol. 9, 525 (1965).
8. S. Mockovčiak, J. Pantoflíček, K. Pátek: „Crystal field calculations of transition probabilities in Nd3+ in glass“, phys. stat. sol. 11, 401 (1965).
9. J. Pastrňák, J. Kubátová: „Karel Pátek zemřel“, Čs. čas. fyz. A 18, 123a (1968); „Seznam publikací RNDr. K. Pátka C.Sc.“, Čs. čas. fyz. A 18, 238 (1968).
10. F. Karel: „Vzpomínáme Karla Pátka“, Čs. čas. fyz. A 27, 421 (1977).

Tagy článku:

Grand prix české vědy: Analýza soutěží Grantové agentury ČR pro rok 2020

Datum publikace
Kategorie aktualit
Perex

Iniciativa Czexpats in Science přináší analýzu dat o posuzovaných projektech základního výzkumu s počátkem řešení v roce 2020. Díky informacím o neschválených návrzích, které byly vyžádány od GA ČR na základě zákona o svobodném přístupu k informacím, můžeme odpovědět na otázky jako: Které instituce o granty žádají? Jak jsou úspěšné? A která témata jsou populární?

Grantová agentura České republiky (GAČR) je organizační složka státu zodpovědná za rozdělování veřejných prostředků na základní výzkum. V českém akademickém systému se jedná o hlavní zdroj grantových prostředků pro malé i velké výzkumné skupiny a s nadsázkou se dá říct, že každá vědkyně i každý vědec v Česku si k nějakému grantu GAČR během své kariéry přičichl nebo přičichne.

GAČR každoročně zveřejňuje statistiky o projektech ve svých výročních zprávách a informace o schválených projektech jsou po čase dostupné v Centrální evidenci projektů. Co ale v celkovém obrázku chybí jsou informace o neschválených návrzích, díky kterým by bylo možné odpovědět na otázky jako: Které instituce o granty žádají? Jak jsou úspěšné? Která témata jsou populární?

Iniciativa Czexpats in Science propojuje české vědce působící v zahraničí a snaží se jim mimo jiné pomoci s orientací v prostředí české vědy. Aby lépe zmapovali systém grantů pro základní výzkum, požádali Czexpats na základě zákona o svobodném přístupu k informacím o data o posuzovaných projektech s počátkem řešení v roce 2020. GAČR žádost “částečně zamítl”, a to s odvoláním na zákon o ochraně osobních údajů, autorský zákon a zadávací dokumentace jednotlivých grantových schémat. Přesto bylo možné vybrané rozměry poskytnutých dat analyzovat a výsledky, u nichž jsme se zaměřili především na aspekty, které GAČR nezveřejňuje ve svých výročních zprávách, shrnout v tomto textu. Analýzu loňských dat přinášíme v době, kdy probíhá příjem žádostí do hlavních soutěží GAČR pro rok 2021.

Vstupní data a zdrojové kódy analýz v R a Pythonu jsou dostupné online na github.com.

Projektové soutěže

Pro projekty s počátkem řešení v 2020 bylo otevřeno 5 soutěží. Podle absolutních počtů přihlášek představují dominantní soutěž Standardní projekty s 1900 žádostmi (Obrázek 1). Standardní projekty jsou udělovány na 2-3 roky. Jejich relativně krátké trvání bývá zdrojem kritiky, neboť je obtížné v daném časovém rámci realizovat výzkum i publikovat jeho výsledky. Hodnocení projektu však lze na základě žádosti odložit, což poskytuje dodatečný prostor pro vykázání výsledků. Výhodou této soutěže je kromě velké alokace finančních prostředků také flexibilita pro hlavní řešitele s ohledem na formální požadavky. O Standardní grant se mohou ucházet seniornější i začínající badatelé, ovšem ti druzí se pak mohou potýkat s náročnější konkurencí.

Druhá nejfrekventovanější soutěž – Juniorské projekty – proběhla v roce 2019 naposledy. Nahradila ji čerstvě vyhlášená soutěž Junior STAR. Charakteristickým znakem Juniorských projektů bylo omezení na počet let od získání Ph.D. titulu, nezbytnost vytvořit tým s minimálně dvěma začínajícími badateli a požadavek na absolvování zahraniční stáže v trvání nejméně 6 měsíců, přičemž toto omezení bylo zmírněno na možnost vykázat dvě tříměsíční stáže. Za zahraniční se v soutěži považovala jiná země, než ve které žadatel získal doktorát, proto bylo toto schéma populární mezi českými badateli, kteří obdrželi doktorát v zahraničí a vrátili se do Česka, kde po 6 měsících splnili kvalifikační podmínku. Na druhou stranu tatáž podmínka z možnosti ucházet se o podporu vyřadila vědce s doktoráty získanými mimo ČR, ale bez vazeb na české instituce, které by tyto absolventy přijaly ještě před žádostí o Juniorský grant. Budoucí projekty Junior STAR zachovávají požadavek na významnou zahraniční zkušenost, avšak namísto formálního kritéria bude tato hodnocena kvalitativně. Vykazovat lze např. i stáže absolvované během doktorského studia nebo publikační zkušenosti v mezinárodních týmech. Junior STAR také slibuje štědřejší dotaci a doba trvání grantů je stanovena na 5 let. Parametry nové soutěže jsou tedy nastaveny tak, aby lépe podpořily ambiciózní týmy, ovšem uděleno má být pouhých 25 grantů, oproti 94 tříletým grantům v poslední Juniorské soutěži.

Z hlediska prestiže se v posledních dvou letech do čela soutěží GAČR postavily projekty EXPRO, tzv. grantové projekty excelence. Jsou charakteristické trváním na 5 let, výší celkové dotace až 50 mil. Kč, sníženými formálními požadavky na průběžná hodnocení a povinností, aby z podpořeného týmu vzešla aspoň jedna žádost o projekt Evropské výzkumné rady (ERC). Zkušenost z již realizovaných soutěží ukazuje, že šanci mají pouze žádosti předložené seniorními badateli, kteří jsou etablovanými autoritami v oboru. Projekty EXPRO tak na jednu stranu dávají šanci vytvořit skutečně excelentní podmínky pro výzkum, na druhou stranu zjevně fungují v režimu Matoušova efektu, kterým sociolog vědy Robert Merton pojmenoval jev, kdy ti úspěšní se stávají ještě úspěšnějšími. Stojí za zmínku, že v soutěži EXPRO 2020 je v pozici hlavního řešitele mezi úspěšnými žádostmi pouze jedna žena. Bohužel nevíme, kolik žen o grant žádalo.

Zbývající dvě soutěže vyhlašované GAČR mají mezinárodní charakter. Soutěží se jednak o Mezinárodní projekty, které GAČR vyhlašuje na základě bilaterální spolupráce se zahraničními agenturami (Německo, Tchaj-wan, Korea, Rusko, Brazílie), jednak na platformě Lead Agency. V soutěži Lead Agency hodnocení žádostí provádí pouze jedna agentura, která je v pozici “Lead Agency”. Dosud GAČR takto spolupracovala pouze s rakouskou agenturou FWF, v soutěži na rok 2021 je portfolio rozšířeno o švýcarské, polské a slovinské partnery.

Rozpočty a úspěšnosti soutěží

 

Obrázek 1: Absolutní a relativní úspěšnost v soutěžích GAČR

Podle úrovně úspěšnosti v různých disciplínách (Obrázek 1) je patrné, že agentura dbá, aby její portfolio bylo oborově vyrovnané. V obou hlavních soutěžích je napříč oborovými komisemi míra úspěšnosti srovnatelná. Ve Standardní soutěži činí rozmezí úspěšnosti zanedbatelných 1,2 procentního bodu, v Juniorské je o něco výraznější a pohybuje se od 26 % v technických vědách po 34 % ve vědách o neživé přírodě. Pro vědní politiku může být zajímavé ptát se, zda oborová seskupení, podle kterých GAČR operuje, odpovídají reálnému rozložení sil či potřeb v české vědě a výzkumu. Pro individuální žadatele je ale zase dobré vědět, že u žádné komise nebudou a priori znevýhodněni. Pro vědce v postdoktorské fázi kariéry navíc není bez zajímavosti, že úspěšnost je v Juniorské soutěži zpravidla vyšší než ve Standardní, i když udělované dotace na grant mohou za Standardní soutěží zůstávat pozadu v průměru i o 2 mil. Kč.

Obrázek 2: Rozdělení dotací a průměrná dotace podle oborových komisí v soutěžích o Standardní a Juniorské projekty

Více o oborových odlišnostech bychom se možná dozvěděli z distribuce úspěšných žádostí na úrovni hodnotících panelů, které mají vyšší oborovou granularitu než oborové komise, ale data v tomto rozlišení GAČR pro Czexpats neuvolnila. Že je oborová perspektiva v grantových soutěžích důležitá, lze aspoň v náznaku vypozorovat z dat o počtech udělených grantů a o oborově příslušných částkách. Zde se projevuje především rozdíl mezi vědami společenskými a humanitními (SSH) a ostatními disciplínami. Zatímco badatelé v SSH podávají zdaleka nejvíc žádostí (celkem 587 ve standardní souteži, druhé v pořadí jsou vědy o neživé přírodě s 369 přihláškami, Obrázek 2), jejich oborová komise rozdělila pro rok 2020 nejmenší absolutní částku a průměrná dotace na grant (3,73 mil. Kč) je v SSH téměř dvaapůlkrát nižší než u grantů v nejštědřejších komisi lékařských a biologických věd (9,08 mil. Kč).

Z oborové perspektivy stojí za zmínku také nulová úspěšnost společenskovědních projektů v kategorii Mezinárodních projektů. Co do počtu přihlášek (232) představují Mezinárodní projekty třetí největší soutěž GAČR, ale s průměrnými 9 % podpořených žádostí je to soutěž nejnáročnější. V této soutěži se navíc úspěšnost mezi komisemi liší velmi výrazně a sahá od již zmiňované nuly až po úspěšnost 24,5 % v lékařských a biologických vědách. I v soutěži EXPRO bývají projekty vyhodnocovány oborovými panely, ale výsledky jsou vyhlašovány za celou soutěž a na základě poskytnutých dat tak nelze oborové hledisko hodnotit.

Ideální název grantu

Analýza textu není tolik exaktní jako tvrdá data o udělených dotacích a úspěšnostech přihlášek. Na rozdíl od nich však rozbor slov vyskytujících se v projektových žádostech nabízí neotřelý úhel pohledu na grantové soutěže a poskytuje více prostoru pro interpretaci. Bohužel, textová data v sadě od GAČR neobsahují abstrakty neúspěšných žádostí. Zde jsme proto za obě hlavní soutěže GAČR porovnali na základní tvar převedené termíny z názvů přihlášek a klíčových slov.

Obrázek 3: Relativní výskyt 100 nejčastějších slov v záhlaví návrhů projektů podle výsledku žádosti

Frekvenční jazyková analýza ukázala 100 nejčastěji se vyskytujících slov v grantových žádostech, která jsou navíc porovnána podle svých relativních četností v podpořených a zamítnutých projektech (Obrázek 3). Podle očekávání ta vskutku nejčastější slova leží kolem diagonály a nepřináleží preferenčně do žádné z obou skupin přihlášek. Tvar grafu však naznačuje, že čím více se slovník specializuje a frekvence slov se odpovídajícím způsobem snižuje, tím více se u jednotlivých slov projevuje relativní příklon k jedné či druhé skupině projektů. Na základě těchto výsledků lze s nezbytnou mírou nadsázky odvodit tato dvě doporučení pro budoucí žadatele: Chcete-li uspět, napište si žádost na téma “Nová role evoluce v chemické charakterizaci a regulaci proteinů”; naopak, pokud byste raději chtěli jen zlomyslně přidělávat zbytečnou práci hodnotitelům, vhodným názvem projektu by mohl být “Vliv zdrojů politické aktivity na chování sociálních vrstev”.

Díky textovým údajům můžeme zachytit také sémantické vazby mezi jednotlivými návrhy projektů (Obrázek 4). V tomto případě uvažujeme o návrzích projektů v podobě sítě, v níž každý návrh představuje uzel (vrchol) síťového grafu a každé slovo, které sdílí s aspoň jedním dalším návrhem, zakládá vazbu (hranu) mezi návrhy. Počet hran dopadajících na konkrétní uzel lze vyjádřit jako tzv. stupeň uzlu, tedy jako míru centrality, která zachycuje sílu propojení konkrétního návrhu s ostatními. Projekt obsahující v názvu či klíčových slovech termíny, které se často vyskytují i v jiných návrzích, bude uzlem s vysokým stupněm.

Obrázek 4: Síť přihlášek na základě sdílených slov podle oborů a výsledků žádosti

Nejdříve jsme vytvořili síť ze všech projektů ve Standardní a Juniorské soutěži a spočítali hrany na základě názvů a klíčových slov. Výsledná síť všech návrhů projektů je protkána statisíci vazeb, k její vizualizaci jsme tedy použili specializovaný nástroj Gephi. Velikost uzlů vypovídá o jejich stupňové centralitě. Barvu uzlů v případě Obrázku 4 vlevo odpovídá oborové komisi, do níž byl návrh podán, ve druhém případě barva označuje schválené a zamítnuté návrhy projektů. Obraz oborových skupin ukazuje, že přestože síť návrhů projektů není jako celek s výjimkou společenských a humanitních věd výrazně modularizovaná, sdílená slova celkem zdařile rekonstruují oborové rozlišení projektů. Pouze mezi technickými vědami a vědami o neživé přírodě, zdá se, dochází k výraznějším sémantickým překryvům.

Druhá varianta vizualizace v Obrázku 4 vpravo ukazuje, jak jsou v síti rozloženy schválené a zamítnuté žádosti. Úspěšné přihlášky se nekoncentrují ani na okrajích sítě (což by napovídalo preferenci projektů s ojedinělou terminologií), ani nevytvářejí žádné výrazné shluky sémanticky spřízněných projektů. Jelikož posláním GAČR je podporovat základní, nikoliv orientovaný výzkum, absence jasných vzorců zde představuje dobrou zprávu, stejně jako skutečnost, že schválen může být i projekt v podobě uzlu s nízkým stupněm a na okraji sítě. Na druhou stranu výsledný obrázek ani nenaznačuje, že by se u GAČR nějak zvlášť dařilo interdisciplinárním projektům. Pokud má síť hluchá místa, kde je úspěšných návrhů méně, je tomu tak právě v oblastech, kde se oborové skupiny navzájem setkávají.

Ani rozbor na úrovni oborových komisí nevykázal žádné výrazné vzory, které by na základě sémantických vazeb vznikaly mezi úspěšnými a neúspěšnými projekty. Pro větší přehlednost zde pracujeme pouze s vazbami mezi klíčovými slovy. Čtenáři se mohou na konkrétní klíčová slova podívat v interaktivních grafech pro humanitní a společenské vědy, vědy o neživé přírodě, technické vědy, zemědělské a biologicko-environmentální vědylékařské a biologické vědy.

Velikost uzlů opět vyjadřuje jejich stupňovou centralitu. Pokud by oborové komise výrazně upřednostňovaly vybraná témata, vazby by se kumulovaly zvlášť mezi podpořenými a zamítnutými žádostmi. Ve skutečnosti však probíhají celým prostorem. Pouze u některých oborových komisí je při bližším pohledu patrné, že některé vrcholy tvořené neúspěšnými žádostmi jsou propojené intenzivněji. Nejzřetelnější je tento jev v humanitních a společenských vědách a v komisi zemědělských a biologicko-environmentálních věd. Na základě explorativních vizualizací však můžeme nanejvýš vyslovit hypotézu, že grantové žádosti nejsou kvůli své tematické orientaci systematicky zvýhodňovány, ale některá témata mohou být v soutěži znevýhodněna. Tento signál je však slabý a není tedy vůbec jisté, zda by obstál jako závěr ve formálním testu této hypotézy.

Vítězové a poražení

Data umožnila analyzovat grantové chování jednotlivých institucí na úrovni fakult vysokých škol a ústavů Akademie věd ČR. Do některé ze soutěží se zapojilo 234 institucí, přičemž v množství podaných návrhů jsou až řádové rozdíly. Nejvíce návrhů – 118 – poslala Přírodovědecká fakulta UK v Praze, naproti tomu 34 institucí poslalo jedinou žádost. Asi dvě třetiny institucí podaly méně než 10 návrhů do všech soutěží.

Tak jako se instituce liší v množství podaných návrhů, liší se i množství schválených projektů respektive v poměru schválených vůči podaným. Za úspěšné lze považovat instituce, které mají vysoký poměr a/nebo velké množství schválených návrhů. Z dat zároveň plyne, že čím víc projektů instituce podá, tím víc jich bude v průměru schváleno. Spearmanův koeficient rS má pro Standardní projekty a instituce s více než 5 návrhy hodnotu 0,73 (ideální pořadovou korelaci mají data s rS=1).

V dalším textu se budeme zabývat Standardní, Juniorskou a EXPRO soutěží. O Standardní granty žádá zdaleka nejvíce institucí, Juniorské z našeho pohledu reprezentují pokrokovost instituce a příslib budoucnosti české vědy a EXPRO granty spojuje kvalitní a drahá věda. Lead Agency granty si dovolíme vynechat, neboť každá instituce získala buď jeden, nebo žádný grant. Mezinárodní projekty se dají shrnout do sdělení, že se 4 schválenými projekty v nich pomyslně zvítězil pražský Matfyz, tři instituce získaly po dvou grantech a 11 institucí jediný.

Obrázek 5: Instituce ve Standardní soutěži

Obrázek 5 znázorňuje množství přijatých a zamítnutých návrhů na Standardní granty pro ústavy AV ČR (vlevo) a pro instituce mimo AV ČR (vpravo) seřazené podle celkového počtu návrhů a s uvedenou procentuální úspěšností návrhů. Pro přehlednost jsou instituce mimo AV ČR zobrazeny pouze pokud podaly alespoň 7 návrhů.

Nejvíce návrhů na Standardní projekt ze všech institucí bylo schváleno Přírodovědecké fakultě UK v Praze (21). Ta ale zároveň podala nejvíce žádostí a úspěšností 26 % byla slabě nad průměrem 24 %. Matematicko-fyzikální fakulta UK v Praze se umístila na pomyslné druhé příčce s 19 schválenými granty při úspěšnosti 31 %. Mezi ústavy AV ČR dominovalo Biologické centrum v Českých Budějovicích s 18 Standardními granty a nadprůměrnou úspěšností 36 %. Ústav organické chemie a biochemie, veřejně známý díky antivirotikům Antonína Holého, získal 12 grantů z 29 (úspěšnost 41 %). Pomineme-li instituce s méně než 10 podanými žádostmi, mírou úspěšnosti 44 % dominovala, pro nás překvapivě, Fakulta stavební ČVUT (12 schválených grantů).

 

Obrázek 6: Instituce v Juniorské soutěži

Obrázek 6 znázorňuje množství přijatých a zamítnutých návrhů v Juniorské soutěži pro ústavy AV ČR (vlevo) a pro instituce mimo AV ČR (vpravo) seřazené podle celkového počtu návrhů a s uvedenou procentuální úspěšností. Pro přehlednost jsou instituce mimo AV ČR zobrazeny pouze pokud podaly alespoň 2 návrhy. Se 7 získanými granty zvítězilo Biologické centrum AV ČR v Českých Budějovicích a pražský Matfyz. Čtyři instituce získaly po 5 grantech. Nad průměrnou úspěšnost 30 % v Juniorské soutěži výrazně vyčnívají Přírodovědecká fakulta Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích (4 granty, úspěšnost 67 %), Fyzikální ústav (5 grantů, úspěšnost 50 %) nebo Přírodovědecká fakulta MU (5 grantů, úspěšnost 45 %). Stojí za zmínku, že Juniorské granty mířily ve velké většině na přírodovědně a technicky zaměřené instituce. Žádná sociálně a humanitně zaměřená instituce nezískala více jak dva.

Obrázek 7: Instituce v soutěži EXPRO

Kategorie pětiletých grantů EXPRO je na Obrázku 7, vlevo pro ústavy AV ČR a vpravo pro instituce mimo AV ČR, z nichž jsou pro přehlednost zobrazené pouze ty, které podaly dvě a více žádostí. Nejvíce grantů – tři – získala Matematicko-fyzikální fakulta UK v Praze. Další 4 instituce získaly granty dva, přičemž instituce AV ČR a mimo ni si rozdělily shodně po 11 grantech.

Obrázek 8: Instituce s nulovou úspěšností

Na opačném konci úspěšnosti se umístily instituce shrnuté na Obrázku 8. Ten zobrazuje ty instituce (společně AV ČR i mimo ni), které nezískaly ani jeden grant, seřazené podle počtu návrhů. Celkem 95 institucím byly všechny jejich návrhy zamítnuty. Z toho 21 institucí podalo víc než 5 návrhů.

Ve Standardních grantech si Černého Petra vytáhla Fakulta strojní ČVUT v Praze, u které ani jeden ze 17 návrhů nebyl schválen. Napadá nás několik důvodů, např. procesních nebo formálních, které by 0% úspěšnost při vysokém množství návrhů dokázaly vysvětlit. Nedostatečnou kvalitu návrhů ovšem nelze vyloučit. Kontaktovali jsme fakultní Oddělení pro vědu a výzkum, ale jejich vyjádření se nám získat nepodařilo. V Juniorských grantech se nedařilo Agronomické fakultě Mendelovy univerzity v Brně, která podala 7 žádostí, a v EXPRO grantech pak Středoevropskému technologickému institutu VUT s 10 žádostmi.

Dle našeho názoru z grafů a dat krystalizují instituce, které jsou, alespoň z hlediska schopnosti získávat granty GAČR, úspěšné. Dokonce bychom se neostýchali tuto úspěšnost zobecnit a např. Matematicko-fyzikální fakultu UK, Biologické centrum AV ČR nebo Fyzikální ústav AV ČR, které uspěly napříč grantovými soutěžemi, považovat v českém prostředí za prokazatelně špičkové výzkumné instituce. Nutno zmínit, že Biologickému centru se mimořádně daří navzdory tomu, že nemůže využívat výhody, kterých se dostává institucím v Praze a Brně, např. v podobě sousedství velkých univerzit či dopravní dostupnosti.

Obrázek 9: Filozofické fakulty univerzit

 

Obrázek 10: Přírodovědecké fakulty univerzit

Z profesní zvědavosti jsme se podrobněji také podívali na přírodovědecké (PřF) a filozofické fakulty (FF), které jsou součástí mnoha českých univerzit. Výsledky jsou shrnuté na Obrázcích 9 a 10 pro každou soutěž zvlášť, seřazené podle počtu podaných návrhů a s uvedenou procentuální úspěšností. Mezi filozofickými fakultami se nejvíce dařilo FF MU, která ve Standardní soutěží získala nejvíc grantů a nadprůměrnou úspěšností 39 % se zařadila těsně za Filosofický ústav AV ČR – nejúspěšnější instituci společenskovědních disciplín (Obrázek 5). Juniorských a EXPRO grantů bylo filozofickým fakultám uděleno příliš málo na to, abychom výsledky mohli komentovat.

Přírodovědecké fakulty se co do počtu žádostí rozdělily na ty velké (UK, MU, UP a JU) a malé (Ostrava, UJEP a Hradec Králové). Obecně se jim dařilo. Mezi velkými univerzitami byly v úspěšnosti značně nad průměrem PřF MU a JU v Českých Budějovicích. Hodnoty úspěšnosti u malých univerzit jsou zatíženy malým počtem žádostí. Znatelně pod průměrnou úspěšností 24 % se ve Standardních grantech umístila přírodověda v Olomouci s 19 % úspěšností. PřF v Olomouci se letos nedařilo ani v Juniorské soutěži, kde získala jediný grant, což odpovídá úspěšnosti 17 %. Ostatní přírodovědecké fakulty měly vyšší než průměrnou úspěšnost 30 %, nejvyšší pak PřF JU s 67 %.

Shrnutí a výhled

Představili jsme základní statistické informace o projektech GAČR s počátkem řešení v lednu 2020, které jsme zjistili z dat získaných na žádost Czexpats in Science. Dle našeho názoru by GAČR měla data a podrobné statistiky zveřejňovat z vlastní iniciativy, ať už pro zvýšení své transparentnosti a důvěryhodnosti, nebo aby napomohla vnitřní reflexi českých vědeckých institucí. GAČR by se mohla inspirovat (nebo přímo spolupracovat) s portálem STARFOS Technologické agentury ČR, která nabízí o svých grantových soutěžích podobné informace, které prezentujeme v této analýze. Za jednoznačně pozitivní posun ve výročních zprávách GAČR považujeme např. zahrnutí aspoň základních statistik o rozdělení žadatelů podle genderu a oborů. V naší analýze jsme genderovou perspektivu nemohli zohlednit, neboť potřebné údaje o žadatelích nebyly v poskytnutých datech k dispozici.

Bylo by zajímavé, a pro některé naše závěry možná i vhodné, analyzovat data za delší časový úsek a tím odpovědět např. na otázku, zda-li je pražský Matfyz úspěšný dlouhodobě. Meziroční výkyvy úspěšnosti mohou být významné zvlášť u institucí s malým množstvím návrhů. Srovnání by na druhou stranu bylo komplikované podmínkami jednotlivých soutěží, které se mění z roku na rok a např. u Juniorských grantů mohou mít velký vliv na průběh soutěže. Podobná analýza však přesahuje naše stávající možnosti.

Dalšími rozměry, kterými je náš současný pohled limitován, jsou velikosti jednotlivých institucí reprezentované počtem akademických pracovníků, studentů, případně rozpočtem. Nelze tedy říci, jaká je motivace uchazečů o granty žádat (mají malý rozpočet a mnoho zaměstnanců?). Některé závěry by bylo také vhodné normalizovat vůči velikosti instituce. Podává Přírodovědecká fakulta UK nejvíce grantů, protože má oproti ostatním institucím proporčně nejvíce zaměstnanců? Nevíme. Obecně bychom ale za nejúspěšnější instituci považovali tu, která má nejvyšší poměr přijetí vůči počtu zaměstnanců.

Při optimálním nastavení hodnoticích procesů by grantové soutěže měly vědě prospívat výběrem nejlepších kandidátů a témat k mimořádné podpoře. Kevin Gross a Carl T. Bergstrom však ve svém loňském článku “Contest models highlight inherent inefficiencies of scientific funding competitions” postulují existenci kritického bodu, po jehož překonání začínají grantové soutěže vědě spíše škodit. Reálná pozice tohoto bodu se odvíjí od průměrné úspěšnosti v grantových soutěžích, která má historicky sestupný trend. Pokud úspěšnost klesne pod určitou hladinu, čas a práce investované do přípravy grantové žádosti se sice stále vyplatí vítězům soutěže, ale věda jako celek začíná strádat, neboť malá množina podpořených badatelů již nedokáže vykompenzovat množství úsilí, které do přípravy často i vysoce kvalitních projektů vložili neúspěšní žadatelé. Naše analýza např. poukazuje na vysoké množství institucí s úspěšností 0 %. Pokud GAČR udrží nebo zvýší ve svých hlavních soutěžích aktuální míry úspěšnosti, může české vědě prospívat. Jestliže se však potvrdí trend, v němž některé obory mají v Mezinárodních projektech GAČR úspěšnost hluboko pod 10 %, pak lze pochybovat o tom, zda je existence takového schématu pro rozvoj těchto oborů prospěšná. Grossův a Bergstromův argument také tvoří rub současné snahy GAČR o rozvíjení programů EXPRO a STAR, jejichž parametry sice vycházejí vstříc reálným potřebám vědců pro rozvíjení excelentních týmů (především pětiletá doba řešení), avšak děje se tak na úkor průměrné úspěšnosti žádostí, která v EXPRO aktuálně klesá pod 20 %. Pokud toto dilema nerozetne navýšení rozpočtu GAČR, mohlo by hrozit, že dobře míněné snahy o vylepšování českých grantových schémat se minou účinkem.

Autoři: Michal H. Kolář, Vysoká škola chemicko-technologická v Praze a Czexpats in Science

Radim Hladík, Filosofický ústav AV ČR a Česká asociace pro digitální humanitní vědy (CzADH)

Zdroj: Czexpats in Science

RNDr. Michal H. Kolář, Ph.D. 

Michal (*1985) vystudoval chemii a molekulové modelování na Přírodovědecké fakultě UK a Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR. Za podpory Nadace Alexandera von Humboldta působil ve Výzkumném centru Jülich v Německu, odkud se přesunul do Ústavu Maxe Plancka pro biofyzikální chemii v Göttingenu. Od roku 2018 je odborným asistentem na Vysoké škole chemicko-technologické v Praze, kde mj. v rámci Juniorského projektu GAČR z loňského roku studuje detaily syntézu proteinů na ribozomech.

PhDr. Radim Hladík, Ph.D.

Radim (*1980) vystudoval sociologii na Fakultě sociálních věd UK. Od roku 2008 působí na Filosofickém ústavu AV ČR v Kabinetu pro studium vědy, techniky a společnosti. Během doktorského studia absolvoval jako nositel Fulbrightova stipendia roční pobyt na Columbia University v USA, v letech 2017-2019 realizoval s podporou Japan Society for the Promotion of Science postdoktorskou stáž na National Institute of Informatics v Japonsku. V Juniorské soutěži GAČR 2020 uspěl s projektem “Funded and Unfunded Research in the Czech Republic”. V České asociaci pro digitální humanitní vědy se zasazuje o využívání digitálních a kvantitativních metod v sociálních a humanitních vědách.

Tagy článku:

„Pokud nemůžete provést měření, pak si nemůžete ani ověřit správnost svých předpokladů,” říká profesor Subir Sarkar

Datum publikace
Kategorie aktualit
Perex

Rychlé rozpínání vesmíru nebo temná energie, pojmy formulované relativně nedávno jako hypotézy, možná nemají žádný reálný základ. Spor profesora Subira Sarkara o významu důkazů, které pozorováním supernov získal tým nobelistů v roce 2011, stále pokračuje. Žhavé téma workshopu Multimessengers@Prague, kde nám profesor Sarkar poskytl následující rozhovor.

Na unikátním workshopu, zorganizovaném Central European Institute for Cosmology and Fundamental Physics (Středoevropský institut pro kosmologii a základní fyziku), se setkali odborníci ze samostatných, ale provázaných oborů, aby své názory konfrontovali v neformální diskuzi. Vědci z výzkumných ústavů z 10 evropských zemí, kteří byli pozváni do Prahy Fyzikálním ústavem Akademie věd v rámci projektu CoGraDS, prověřovali po dobu čtyř dnů synergie mezi různými kosmologickými pozorováními a vyměňovali si poznatky s kolegy z české kosmologické obce. V projektu CoGraDS se kombinují čtyři teoretická zkoumání v oblastech gravitace, kosmologie a teorie strun se zásadním experimentálním podnikem: cílem jednoho z pěti pracovních balíčků projektu je vybudovat laboratoř na testování fotosenzorů určených pro velký přehlídkový teleskop (Large Synoptic Space Telescope).

 

„Myslím si, že teoretici by měli být neustále v kontaktu s experimentátory, protože jinak budou vymýšlet nové a nové teorie, ale bez návaznosti na realitu. A totéž platí i obráceně, experimentátoři by měli hovořit s teoretiky, aby dokázali ocenit nápady, které stojí za to," říká profesor Subir Sarkar.

„Pokud nám chybí data, zůstáváme na úrovni spekulací! Aby se naše chápání mohlo někam posunout, potřebujeme data. Všechny hypotetické úvahy v naší práci musí být vyváženy měřením. Samozřejmě, kdo by neměl rád odvážné hypotézy, ale bez důkazů budeme mít jen sterilní domněnky. Mezinárodní vědecká komunita proto pracuje na vývoji nových detektorů. V současné době nevidíme gravitační vlny ani neutrina dostatečně dobře, protože máme příliš malé detektory. Ale pokrok by mohl přijít s novým ramenem LIGO, zkonstruovaným v Indii, japonským detektorem HyperK nebo Einstein Telescope či KM3NeT. Zajímavé objevy by se pak mohly odehrávat nikoliv jednou za rok, ale jednou za měsíc.”

 

Profesor Sarkar se zaměřuje na vysoce energetické kosmické záření, neutrina a gama záření, je účastníkem experimentů na observatořích IceCube Neutrino a Cherenkov Telescope Array a dlouhá léta pracoval na observatoři Pierra Augera pro detekci kosmického záření. „V ideálním případě by měl mít každý vědec možnost zapojit se do každého experimentu, ale to bohužel nejde. Každá země má nějaký limit, co se týče účasti na projektech, ale byl bych rád, kdyby se do optické astronomie zapojovalo více českých vědců, například do velkého projektu Large Synoptic Survey Telescope. Ten se buduje v Chile, jeho výstavbu propagovali částicoví fyzikové a půjde v něm o tzv. velká data. Proto se na jeho financování podílí i společnost Google a práce na něm je lákadlem pro mladé informatiky.”

Ale jak profesor Sarkar zdůrazňuje: „Fyzikové v projektu budou za své zájmy hlasovat třeba i nohama; nemůžete je nutit dělat něco, co nechtějí. Budou se soustředit na to, co je zajímá, i v rámci omezených zdrojů a financí atd. A proto by doporučoval, aby byrokraté, vládní úředníci a ministři fyzikům nediktovali, na čem mají pracovat; stejně je to zbytečné. Pokud budou dělat něco, co jim nejde od srdce, nepřinese to nic. Je to stejné, jako byste nutili malíře, aby maloval portréty, když chce malovat krajinu.”

Prof. Sarkar

Profesor Sarkar je vedoucí Skupiny teorie částic na univerzitě v Oxfordu. „U nás na univerzitě mají všichni svou vlastní hlavu; pokud položíte stejnou otázku 10 lidem, dostanete 11 odpovědí. Na druhou stranu, když se vám podaří nějakou myšlenku prosadit, cítíte, že to má váhu. Někdy je to ale opravdu únavné, o to větší odměnou je úspěch. Není to jako být celebritou a mít tisíce fanoušků na Twitteru - pokud se vám svým argumentem podaří přesvědčit aspoň 10 inteligentních lidí, máte pocit, že to za to stálo.”

Středoevropský institut pro kosmologii a základní fyziku (CEICO) je mezinárodní výzkumnou skupinou zaměřenou na vztahy mezi kosmologií, gravitací a teorií strun se sídlem ve Fyzikálním ústavu Akademie věd České republiky.

Subir Sakar je vedoucí skupiny teorie částic na univerzitě v Oxfordu. Po sporu s nobelisty oceněnými v roce 2011 o významu důkazů z pozorování supernov publikoval profesor Sakar v listopadu 2019 druhou práci na téma Astronomie a astrofyzika. Je účastníkem experimentů na IceCube Neutrino Observatory i chystaného projektu Cherenkov Telescope Array.

20. února 2020

Autor: Petra Köppl

Foto: René Volfík

Zemřel Stanislav Šafrata, otec české fyziky nízkých teplot

Datum publikace
Perex

Stanislava Šafratu lze bez nadsázky považovat za otce kryogeniky a fyziky nízkých teplot v bývalém Československu. Narodil se 9. 9. 1925 v Osturni, navštěvoval Reálné gymnázium v Bratislavě a Vyšší průmyslovou školu v Praze. V roce 1949 absolvoval Přirodovědeckou fakultu UK v  Praze, kde o tři roky později ukončil vědeckou aspiranturu z fyziky. Jeho vědecký rozhled a aktivity měly vždy velmi široký záběr, o čemž svědčí i monografie V. Petržílka, S. Šafrata: Elektřina a magnetismus, vydaná v roce 1953.

Šafrata byl zakladatelem a dlouholetým vedoucím Oddělení nízkých teplot (ONT), prvního nízkoteplotního pracoviště v tehdejším Československu. Hlavním úkolem ONT, založeném v roce 1955 jako součást Ústavu jaderného výzkumu v Řeži, byla příprava polarizovaných jaderných terčíků pro tehdy perspektivní směr studia jaderných reakcí, ale probíhaly zde i experimenty s orientovanými jádry a studium supravodivých materiálů.

Široký ohlas mají zejména práce o rozptylu elektronů na orientovaných jádrech holmia, studium magnetických vlastností dusičnanu cerito-hořečnatého, kdy byla část magnetických atomů ceru nahrazena nemagnetickým lanthanem a adiabatickou demagnetizací této látky byla získána tehdy rekordně nízká teplota 0,67 mK (tyto studie byly základem pro vytvoření světově uznávané teplotní stupnice do 2 mK) či detekce „zakázaných“ přechodů jaderné magnetické rezonance s využitím vysoce citlivé squidové metodiky.

K realizaci takových experimentů bylo zapotřebí vyvinout potřebnou kryogenní techniku a postupy, které se neobejdou bez kapalného helia. Ve spolupráci s akademikem P. L. Kapicou a státním podnikem Ferox Děčín byl vyvinut heliový zkapalňovač, který byl v ONT instalován a spuštěn 13. dubna 1960. Na spolupráci s ONT profitovala firma Ferox v Děčíně, v jejímž výrobním sortimentu byly heliové zkapalňovače, Dewarovy nádoby a kryostaty. Byla vyvinuta mnohovrstvá superizolace a v praxi použita při výrobě nádob na kapalný dusík a helium, spolupracovalo se i při vývoji kryokauteru používaném ve zdravotnictví pro odstraňování některých typů nádorů.

Z pozice vedoucího ONT Stanislav Šafrata inicializoval založení dalších nízkoteplotních pracovišť, zejména v Brně a v Košicích. Organizoval Letní školy fyziky nízkých teplot jako způsob vzdělávání v oboru. V roce 1979 pak ONT přešlo v rámci reorganizace pod Fyzikální ústav (FZU) ČSAV. S. Šafrata se významnou měrou zasloužil o založení katedry fyziky nízkých teplot (KFNT) na MFF UK (KFNT oficiálně zahájila činnost k 1. 9. 1981 jako společné pracoviště MFF UK a FZU) a následně byl celou dekádu jejím vedoucím.

Stanislav Šafrata byl mezinárodně uznávaným odborníkem a reprezentoval naší vědu a techniku v řadě mezinárodních organizací. Od mládí absolvoval řadu zahraničních pobytů, např. na Standford University (J. Whitley, W. A. Little), v Ústavu Fyzikálních Problémů v Moskvě (P. L. Kapica) či Oxford University (N. Kurti) a zkušenosti nabyté na těchto špičkových pracovištích uváděl do každodenní praxe na svém oddělení v Řeži.

Byl zakládajícím členem International Cryogenic Engineering Committee (ICEC) a působil jako předseda komise A1 International Institute of Refrigeration (IIR), kde byl u příležitosti 23. Mezinárodního kongresu chlazení IIR oceněn Medailí za zásluhy - jedním z nejvyšších ocenění této mezivládní organizace, založené v roce 1908 v Paříži, sdružujících 62 států. Byl také jedním ze zakládajících členů organizačního výboru konference Cryogenics, která se s dvouletou periodicitou za 40 let stala významným mezinárodním setkáním pro obor fyziky i techniky nízkých teplot. Aktivně působil jako člen komise nízkých teplot C5 při Mezinárodní unii teoretické a aplikované fyziky (IUPAP). Byl dlouholetým členem redakčních rad časopisů Cryogenics a Journal of Low Temperature Physics (JLTP). Aktivně se účastnil spolupráce se Spojeným Ústavem Jaderného Výzkumu (SUJV) v Dubně, tato práce vedla k významnému ocenění, kdy se společně s kolegy Fingerem a Janoutem stal v roce 1984 laureátem státní ceny. Jako projev mezinárodního uznání jeho osobnosti v oboru lze chápat přidělení celosvětové konference nízkých teplot LT 21 s 1500 účastníky v roce 1996 Praze. S. Šafrata společně s F. Pobellem této konferenci předsedali.

Stanislav Šafrata zemřel ve věku 94 let dne 24. ledna roku 2020.

Autor: prof. RNDr. Ladislav Skrbek, DrSc.

Vědci z FZÚ přispěli k vývoji nového materiálu pro mobilní sítě 5. generace

Datum publikace
Perex

Zatímco dosavadní mobilní sítě využívají frekvencí do 2.5 GHz, budoucí mobilní sítě 5. generace (tzv. 5G) budou pracovat ve frekvenčním oboru 24 až 72 GHz. To umožní přenosovou rychlost dat až 20 gbps (gbps je zkratka miliardy bitů za sekundu). Základem 5G technologie jsou filtry vysokých frekvencí založené na materiálech s vysokou elektrickou laditelností permitivity a nízkými dielektrickými ztrátami.

Výzkumnému týmu Stanislava Kamby z Fyzikálního ústav AV ČR se podařilo ve spolupráci s americkými a německými kolegy vyvinout nový materiál právě s takovými vlastnostmi. Jedná se o materiál, kde se střídají atomové vrstvy SrTiO3, BaTiO3 a SrO (viz obrázek).

Schematické obrázky krystalových struktur (SrTiO3)n-1(BaTiO3)1SrO vrstev a jejich zobrazení ve skenovacím transmisním elektronovém mikroskopu. Nejlepších mikrovlnných a terahertzových vlastností bylo dosaženo ve vzorcích s n = 6. Žluté oktaedry zobrazují TiO6 vrstvy, větší zelené a červené body značí atomy Sr a Ba.

Vrstvy se nanášely pomocí molekulárních svazků na podložku z DyScO3, která indukuje ve vrstvách mechanické pnutí. Výsledkem růstu byly vrstvy se supermřížkovou strukturou a měnitelnou tloušťkou vrstvy SrTiO3. Nejlepších mikrovlnných parametrů bylo dosaženo ve vrstvách (SrTiO3)5(BaTiO3)SrO. Tyto vrstvy mají nejnižší dielektrické ztráty a vysokou laditelnost permitivity, jakých dosud bylo dosaženo. Tyto vlastnosti umožní zásadní snížení energetické náročnosti mobilních sítí a méně časté nabíjení mobilních telefonů.

Český tým se podílel hlavně na charakterizaci materiálů v terahertzové (1012 Hz) frekvenční oblasti a na interpretaci nízkých dielektrických ztrát i vysoké laditelnosti elektrickým polem. Výsledky byly publikované 23. 12. 2019 v časopise Nature Materials.

Podrobnosti je možné získat u:

Stanislava Kamby,

Fyzikální ústav AV ČR,

kamba [at] fzu [dot] cz,

tel. 266052957,

ORCID ID: https://orcid.org/0000-0003-4699-869X

Autoři:

N.M. Dawley, E.J.Marksz, A.M. Hagerstrom, G.H. Olsen, M.E. Holtz, V. Goian, C. Kadlec, J. Zhang, X. Lu, J.A. Drisko, R. Uecker, S. Ganschow, C.J. Long, J.C. Booth, S. Kamba, C.J. Fennie, D.A. Muller, N.D. Orloff and D.G. Schlom, Nature Materials, https://doi.org/10.1038/s41563-019-0564-4

Karel Jungwirth: věda se řídit nedá, ale musí

Datum publikace
Kategorie aktualit
Perex

Doktor Karel Jungwirth se stal v pořadí devátým emeritním vědeckým pracovníkem Akademie věd z Fyzikálního ústavu. Jmenovací dekret převzal 19. prosince z rukou ředitele ústavu Michaela Prouzy. Při této příležitosti jsme se s bývalým ředitelem Fyzikálního ústavu bavili o slastech a strastech vědeckého života.

Doktor Karel Jungwirth se stal v pořadí osmým emeritním vědeckým pracovníkem Fyzikálního ústav Akademie věd. Jmenovací dekret převzal 19. prosince z rukou ředitele ústavu Michaela Prouzy. Při této příležitosti jsme se s bývalým ředitelem Fyzikálního ústavu bavili o slastech a strastech vědeckého života.

Váš život je spojen s působením na Fyzikálním ústavu. Ovlivnil jste jeho chod více jako ředitel nebo vědec?

Asi nejsem správný adresát, kdo by měl odpovídat na tuto otázku. V obou případech jsem se snažil a záleželo mi na tom, aby výsledkem byla kvalitní věda. Původně jsem vlastně odchovanec Ústavu fyziky plazmatu, kde na stěně laboratoře silnoproudých elektronových svazků bylo dlouho k přečtení moje krédo: Věda se řídit nedá, ale musí. To po mně chtěli moji kolegové, abych tam napsal a podepsal ve zlomových dnech prosince 1989. Pod pojmem řízení vědy jsem měl tehdy na mysli a mám dosud péči o takové tvůrčí vědecké prostředí, v němž by lidé, kteří umí a chtějí dělat vědu měli k tomu vytvořeny vhodné podmínky. O to jsem se snažil již během svého působení ve vedení naší Akademie věd i poté, co jsem byl „draftován“ do funkce ředitele Fyzikálního ústavu svým předchůdcem Dr. Vladimírem Dvořákem. Měl jsem to štěstí, že mi předával Ústav v dobrém stavu a jediné, co jsem musel po svém jmenování akutně řešit, byla personální situace v sekci optiky. Tam jsem jmenoval nového vedoucího sekce profesora Jana Řídkého, který mě následně vystřídal ve vedení celého Ústavu.

Karel Jungwirth: "Když se člověk dostane organizačně o stupínek výš, musí zapomenout, že PALS je vaše dítě a musíte se starat o ústav celý. Nesmí to být protekce, jinak je to odsouzeno k zániku."
Popis
Karel Jungwirth: "Když se člověk dostane organizačně o stupínek výš, musí zapomenout, že PALS je vaše dítě a musíte se starat o ústav celý. Nesmí to být protekce, jinak je to odsouzeno k zániku."

Jako ředitel jsem aktivně podporoval mezinárodní spolupráci na všech úrovních, včetně naší účasti v mezinárodních experimentech typu CERN, Elletra Sincrotrone Triestre, nebo Pierre Auger Observatory v Argentině a vždy jsem se snažil, abychom k těmto aktivitám nepřistupovali jako chudí příbuzní. Nejen kvalita naší práce, ale i takový férový přístup nám udělaly dobré jméno u zahraničních kolegů. Myslím, že to bylo právě v Terstu, kde jsme z původně dohodnutého trojlístku Poláci, Maďaři a my nakonec zůstali sami, kdo splnil své finanční závazky, protože Poláci a Maďaři od původně dohodnuté trojstranné účasti odstoupili. Vstřícně jsme zareagovali i na volání o pomoc od Pierre Auger Observatory v době argentinské finanční krize. Časy se mění a na rozdíl od urychlovačů částic nyní poskytujeme zahraničním kolegům přístup (access) i my, konkrétně k výkonovým laserům.

Vzpomenete si na největší úspěch a prohru své profesionální dráhy?

Vyskytovala se období, kdy česká věda bojovala o život. V této souvislosti považuji za úspěch, že se mi podařilo udržet kvalitní týmy i úroveň práce Ústavu. Domnívám se, že kromě jiného k tomu přispěla i skutečnost, že jako ředitel Ústavu jsem dbal na to, aby kvalitní práce byla po zásluze oceněna. Ke konci roku jsem na příklad posílal badatelům, kteří měli vynikající vědecké výsledky osobní děkovný dopis doprovázený samozřejmě i ředitelskou prémií. Myslím si však, že si více cenili toho, že jsem si všiml jejich práce a že si jí vážím, než té mimořádné prémie.

Snad jsem to nedělal tak špatně, když jsem byl dvakrát za sebou vybrán ředitelem. Byl jsem jím i v roce 2007, kdy se přecházelo na novou legislativu v. v. i. To byly těžké chvíle. Ředitel zastával veškeré funkce veřejné výzkumné instituce, nebyly rady a bylo nutné celou novou strukturu administrativy uvést do života. Nemyslím si, že ten zákon o v. v. i. byl úplně šťastný. Ustanovily se na příklad rady ústavu, které fungují spíše jako dozorčí a správní rady u podniků, které se řídí obchodním zákoníkem. A to jsme se už v roce 1968 prali za právo badatelů volit si vědecké rady ústavů. Nakonec jediná vědecká rada, která nám zůstala, je ta celé Akademie věd. Jsem přesvědčen, že by se ústav měl řídit občanským zákoníkem a ne obchodním. Umožnilo by to formovat radu jako vědeckou nikoli správní. Ostatně i společnost Maxe Plancka je dnes zapsaná společnost (e. V.), původně GmbH (s.r.o.). Je možná pozoruhodné, že jsme právní změny u nás dělali v protifázi s vývojem v Německu. Ředitel, pokud má mít možnost a chce pozitivně ovlivňovat vědecké směřování a budoucnost ústavu, by měl být obklopen vědeckou radou, jako odborníky především na vědu, aby slyšel názory lidí, kteří tomu rozumí a nedělal zbytečné chyby.

Jako outsider z Ústavu fyziky plazmatu jsem měl ve funkci ředitele ústavu to štěstí, že se mne staré mezilidské spory a vášně netýkaly a nechtěl jsem se do ničeho podobného nechat zatáhnout. Přesto za jistou formu prohry mohu považovat, že i za mého ředitelování přežívaly jisté třenice, ačkoli jsem se snažil, aby ze světa zmizely staré averze, které vznikly v souvislosti se spojením původně dvou nezávislých pracovišť Cukrovarnické a Slovanky v jeden ústav, a možná jsem nebyl v tomto snažení dostatečně důsledný. Třeba tak jako, když jsem dlouho a vytrvale usiloval o to získat podporu pro důstojnou oslavu 50. výročí založení ústavu. Nakonec se slavilo v Novoměstské radnici, kde jsme s Dr. Glogarovou, CSc. u vchodu všechny kolegy osobně vítali, aby získali oprávněný pocit, že si někdo jejich práce váží.

Může být Fyzikální ústav, jako největší ústav Akademie věd, pro ostatní vzorem vývoje?

Je pravda, že Fyzikální ústav je zdaleka největší ústav Akademie věd, ale netroufal bych si tvrdit, že je nutně svým vývojem vždy vzorem pro ostatní ústavy. Je sice pravda, že v některých směrech jsme postoupili výrazně dopředu - staví se nová budova SOLIDu 21, v Dolních Břežanech se už dostavělo, to je výborné, ale svět nespí. Mně chybí dvě věci, možná by tu mělo být více zahraničních badatelů, což úzce souvisí s tou druhou věcí, která mi chybí, a to je nastavení lepších pravidel financování. Přál bych si, aby ústav byl víc mezinárodním pracovištěm. Proto jsem inicioval a podporuji třeba uživatelský přístup na PALSu, nebo na projekt ELI, kam zahraniční badatelé přinášejí své znalosti a schopnosti jako vklad výměnou za přístup k našim experimentálním zařízením.

Kdysi jsem byl u zrodu Grantové agentury Akademie věd, což byl jistě správný krok, ale mám obavy, že současná praxe podpory účelového financování jde příliš na úkor institucionálního financování. Věda resp. její instituce potřebuje mít dostatečnou jistotu, že bude moci pokračovat v nějakém perspektivním směru, který se nastartuje. V Německu ve Společnosti Maxe Plancka mají zajištěno financování od spolkových zemí a vlád i od spolkové vlády na podstatně delší dobu než my a je to dobré. Naopak tady jsme různých zbytečných útoků na holou existenci vědy a bojů o její přežití zažili nemálo. To, že politici v předvolebních kláních často uvádějí vzdělání a vědu jako prioritu nemění nic na skutečnosti, že když dojde na lámání chleba, tak to nezřídka vypadá jinak.

Fyzika v poslední době prožívá rozkvět nových oborů. Vybral byste si jiné zaměření, pokud byste znovu volil?

Fakticky jsem změnil zaměření svého odborného zájmu během profesionální kariéry hned několikrát. A vždy to mělo vnitřní logiku a souvislost. Šel jsem od teorie stability magnetoaktivního plazmatu k nelineárním jevům, od výkonových svazků nabitých částic k výkonovým laserovým systémům a k laserovému plazmatu. Už jako student jsem měl pocit, že řízená termojaderná syntéza je vize, které stojí za to věnovat celý lidský život. Myslím si to i dnes, přestože pokroky směrem k dosažení tohoto cíle nejsou zdaleka takové, jak se tenkrát na počátku let šedesátých očekávalo. Rozhodně v oblasti fyziky pevných látek jsou s využitelností nových poznatků daleko dále a také lasery změnily náš každodenní život.

Poměrně brzy jsem byl přesvědčen, že teoretická fyzika je to, co mě láká i proto, že mi matematika byla velice blízká. Navíc jsme měli na střední škole skvělého učitele fyziky, jistého pana Dohnala. Ten s námi dělal klasické experimenty z doby zrodu současné fyziky a tenkrát se mi fyzika zalíbila, ale teprve ve třetím ročníku na jaderné fakultě jsem pochopil, co jsem si vybral za obor. Bylo to něco stěží uvěřitelného, ta fantastická cesta do světa kvantové fyziky a do mikrosvěta. Byl jsem tím tak očarován, že jsem se to pokoušel vysvětlit i své budoucí partnerce, která tehdy studovala na elektrotechnické fakultě ČVUT. My jsme vůbec taková bláznivá přírodovědně zaměřená rodina.

Ale teprve v pozdějším věku jsem si uvědomil, že bych býval mohl dělat také něco úplně jiného, třeba medicínu nebo psychologii, možná proto, že moje paní byla dlouhodobě nemocná, a když můžete pomoci potřebnému člověku, je praktický výsledek je vidět dříve než, když něco spočítáte. Ale v dobách mého mládí měla neživá příroda vůči společenským a humanitním vědám tu výhodu, že v ní i u nás platily stejné zákony jako na západ od našich hranic a mohlo se tady svobodně přemýšlet. Tohle byla oblast, kde kdejaký krajský tajemník hrdě říkal: “Já jsem byl vždy blbej na matiku.”, a tak se do ní tolik nepletl.

Karel Jungwirth
Popis
Karel Jungwirth

Ing. Karel Jungwirth, DrSc., absolvoval v roce 1963 s vyznamenáním FTJF ČVUT a ve stejném roce nastoupil do Ústavu fyziky plazmatu tehdejší ČSAV. Byl vícekrát zvolen do vědecké rady a později zastával post vedoucího oddělení laserového plazmatu. V letech 1990–1991 přednášel na University of Texas v Austinu a v Institute for Fusion Studies v USA.

Od roku 1991 vedl do roku 2001 oblast věd o neživé přírodě ČSAV (od roku 1993 AV ČR) a od roku 1993 byl po dvě funkční období členem předsednictva Akademické rady AV ČR. Ve druhém funkčním období, tedy od roku 1997 do roku 2001 byl místopředsedou AV ČR.

V období 2001–2006 působil jako ředitel Fyzikálního ústavu AV ČR a do května 2007 byl pověřen jeho řízením. V letech 2003-2008 byl delegátem za ČR v ESFRI při Evropské komisi.

Stál u zrodu Badatelského centra PALS (Prague Asterix Laser System) a byl jeho vedoucím v letech 1998 – 2001, a pak od roku 2008 do roku 2019.

V roce 2008 se stal členem řídicích orgánů přípravné fáze ELI a HiPER - projektů ESFRI Roadmap podporovaných 7. RP.

Karel Jungwirth je autorem nebo spoluautorem více než 120 prací publikovaných v mezinárodních recenzovaných časopisech, které získaly přibližně 1500 citací. Hirschův index Karla Jungwirtha podle WoS činí 21.

Autor: Petra Köppl, 21.12.2019