Vo fyzike nízkych teplôt patríme medzi svetovú špičku

RNDr. Peter Skyba, DrSc. je Vedec roka a odborník na fyziku nízkych teplôt, ktorý sa venuje aj kozmológii. Byť vedcom je životná púť, hovorí pre Eductech.

Vlani ste si prevzali ocenenie Vedec roka 2019. Čo to pre vás znamená?

Každé ocenenie, ktoré človek získa poteší a povzbudí zároveň. Ocenenie Vedec roka 2019 ma potešilo  o to viac, že je to ocenenie, ktoré je udeľované vedcom Slovenskej republiky bez ohľadu na vedný odbor, v ktorom pracujú. Ako keby išlo o „súťaž bez rozdielu váh“. Aj keď sa to bude zdať neuveriteľné, Slovenská republika v oblasti fyziky nízkych a veľmi nízkych teplôt dosahuje excelentné vedecké výsledky a patrí medzi absolútnu svetovú špičku.

V médiách ste povedali, že byť vedcom je celoživotná púť. Akými vlastnosťami či schopnosťami by mal byť takýto pútnik vybavený?

Podľa môjho názoru byť vedcom je poslanie, a nikto sa vedcom nestane z jedného dňa na druhý. Byť vedcom je skutočne životná púť. Podobne, ako keď niekto chce byť vynikajúcim učiteľom, lekárom, … Ak človek chce byť úspešný vo svojom povolaní, musí sa vzdelávať po celý svoj život, musí sledovať vývoj nielen v oblasti, v ktorej pracuje, ale aj v príbuzných odvetviach. A mal by sledovať aj celkový vývoj vedy a spoločnosti. To mu umožní získať nadhľad a pomôže chápať súvislosti. A akými vlastnosťami by mal, takýto pútnik, byť vybavený? Nuž mal by byť zodpovedný, trpezlivý, cieľavedomý, nebáť sa neúspechov a vedieť sa z nich poučiť,  a mal by byť prísny sám na seba.

Venujete sa fyzike nízkych teplôt. V čom vidíte potenciál vášho odboru?

Podľa môjho názoru fyzika nízkych teplôt sa v blízkej budúcnosti  stane jednou z kľúčových oblastí vedy a aplikácií. Prečo si to myslím? Nuž preto, že za posledných 5-10 rokov nastal nebývalý rozvoj v technikách a technológiách chladenia.  Dnes na “experimentovanie” pri veľmi nízkych teplotách už nepotrebujete zložitú kryogénnu infraštruktúru so skvapalňovačom hélia, kryogénnymi transportnými nádobami, atď. Technológia tzv. “suchých refrigerátorov”, ktoré sú dnes komerčne dostupné, vám poskytuje možnosť realizovať vlastný výskum aj v milikelvinovej oblasti teplôt, pričom ten “suchý refrigerátor” môže byť inštalovaný, ak to preženiem, aj v garáži. To je jeden dôvod.

A druhý?

Druhý dôvod je rozvoj kvantových nanotechnológií. Miniaturizácia elektronických obvodov resp. elektronických systémov dosiahla hranice, kedy sa začínajú prejavovať ich kvantové vlastnosti.  Ochladenie týchto systémov na nízke teploty umožňuje, aby sa ich kvantové vlastnosti zosilnili, čo následne vedie  k pozorovaniu nových, a dosť často aj úplne neočakávaných javov a prejavov. Pochopenie fyzikálnej podstaty týchto javov otvára možnosti k ich aplikáciam napríklad v medicíne, meracej a detekčnej technike a pod. Ak mám byť trochu konkrétnejší, tak by som spomenul v súčasnosti veľmi dynamicky rozvíjajúci sa odbor  kvantové počítače a kvantové počítanie, a s tým súvisiaci kvantový prenos dát.  Činnosť kvantových počítačov je priamo podmienená prítomnosťou veľmi nízkych teplôt, čo je zabezpečené vyššie spomenutými “suchými refrigerátormi”. Programovanie kvantového počítača je však diametrálne odlišné od programovania klasického počítača a vyžaduje matematicko-fyzikálne znalosti.  Je to budúcnosť. Chcem len dodať, že na Slovensku sme v tejto oblasti nezaspali a máme etablovanú národnú platformu pre kvantové nanotechnológie.

Pôsobíte na Ústave experimentálnej fyziky. Ako je pre vás dôležité „experimentovať“?

Prevedenie experimentov je absolútne najpodstatnejšou prácou vedcov. Pretože sú to práve experimenty, ktoré potvrdzujú resp. nepotvrdzujú naše teoretické predstavy o „fungovaní“ prírody. Veď keď nazrieme do histórie a ukážeme napríklad na Alberta Einsteina a jeho teóriu relativity, v podstate k Einsteinovej sláve významne prispel anglický astronóm Arthur Eddington, ktorý previedol experiment pri zatmení Slnka a ukázal, že Einsteinova teoretická predpoveď o gravitačnom ohybe svetla pri prechode okolo masívnych objektov (v tomto prípade nášho Slnka) je pravdivá. Správnosť ľubovoľnej teoretickej predpovede alebo ľubovoľného teoretického modelu, ktorý opisuje nejaký prírodný jav či proces, je potvrdzovaná výhradne (a iba) experimentom.

V dnešnej dobe však potvrdenie niektorých teoretických modelov, najmä v oblasti kozmológie, je mimo technologických a technických možností, ktoré my ľudia máme v súčasnosti k dispozícií. Ide napríklad o fyziku čiernych dier. Preto, aby sme sa ubezpečili, že základná teoretická predstava toho-ktorého modelu, je oprávnená realizujú sa experimenty na modelových systémoch, ktoré do istej miery simulujú niektoré vlastnosti, napríklad aj vyššie spomínaných čiernych dier. Samozrejme, pri analýze  výsledkov z týchto modelových experimentov je treba mať stále na zreteli, že každý modelový systém má svoje obmedzenia. Avšak, ak takýto experiment urobíte, uvedomíte si, ako sa vlastnosti makrosveta odrážajú v mikrosvete a naopak, mikrosvet sa odráža v makrosvete. Inými slovami a veľmi krátko – príroda je úžasná.

Majú ešte mladí záujem o štúdium fyziky?

No, chcel by som veriť, že ešte majú, aj keď dlhodobý trend záujmu o štúdium fyziky na vysokých školách a zmeny vo vzdelávacom procese (tzv. neustále prebiehajúce transformácie vzdelávacieho procesu s cieľom jeho vylepšovania) prírodovedných predmetov hovoria presne o opaku.  Pokiaľ sa nemýlim, tak vyučovanie fyziky na základných a stredných školách sa obmedzilo na jednu hodinu týždenne! Čo považujem za absolútny, ale absolútny nezmysel, pretože v konečnom dôsledku to vedie k ohlupovaniu mladej generácie. A to nehovorím preto, že som povolaním fyzik. Ak predstavitelia štátnej moci hovoria o budovaní tzv. vedomostnej spoločnosti s rozvinutými technológiami, tak bez navrátenia vážnosti  a dôležitosti vyučovania  prírodovedných predmetov, a najmä fyziky, sú to iba prázdne slová a vytváranie ilúzie.

Fyzika, to nie je len veda o podstate prírodných javov a procesov. Ale predovšetkým veda, ktorá učí a rozvíja logické a kreatívne myslenie človeka, naučí ho analyzovať procesy, chápať súvislosti, jednoducho rozvíja osobnosť, alebo ak chcete, rozvíja „dušu“ človeka, robí ho nezávislým. S výdobytkami fyziky sa stretávame denne a v každom časovom okamihu. Bez výdobytkov fyziky by ľudská spoločnosť nemala žiaden technický a technologický pokrok.  Stačí spomenúť počítače, mobilné telefóny, lietadlá, …. Pokrok v diagnostickej medicíne je vyložene založený na aplikáciach fyzikálnych experimentálnych techník, akými sú napríklad jadrová magnetická rezonancia (MRI), ultrazvukové a laserové techniky, RTG, atď.  V súčasnosti sa prudko rozvíjajú kvantové nano-technológie, kvantové počítače, ..  Chceme ich rozvíjať? Pokiaľ áno, tak jednoducho bez fyziky to nejde a nepôjde.

Chcem veriť, že v blízkej budúcnosti naša spoločnosť sama pochopí nezmyselnosť redukcie vyučovania fyziky na školách v našej krajine a vráti tomuto predmetu tú dôležitosť, ktorá mu právom náleží. Potom sa možno nádejať, že  mladí prejavia záujem o štúdium tohto fundamentálneho vedného odboru.

Mnohí mladí hľadajú svoje povolanie, najmä stredoškoláci zvyknú premýšľať, „čo so životom“ a pre akú vysokú školu sa rozhodnúť. Máte nejaké odporúčanie, tip či „dobre mienenú radu“?

Áno, mám. Avšak, skôr než tú “dobre mienenú radu” poviem, chcel by som, aby každý stredoškolák sám sebe si položil otázku a sám si aj odpovedal: prečo chce ísť študovať na vysokú školu, aká je jeho motivácia? Či je to kvôli titulu, alebo preto, že sa nechce, respektíve nevie zamestnať, alebo či ide študovať preto, aby získal vedomosti, ktoré mu  umožnia ďalší rozvoj a vývoj.   Ak sú to prvé dve odpovede, nuž rada je taká, že je to jedno, na akú univerzitu si podajú prihlášku. Na Slovensku je vyše tridsať vysokých škôl a stredoškolákov je málo. Keďže vysoké školy sú platené aj od počtu študentov, tak tieto školy o “svojich”  študentov bojujú znižovaním vedomostných kritérií pre prijatie. Tomu potom odpovedá aj úroveň samotného vzdelávacieho procesu (študentov “nevyhadzujeme” zo skúšok).

Pokiaľ je odpoveďou na otázku odpoveď tretia, tak aj napriek vyššie povedanému, na Slovensku stále máme niekoľko univerzít, ktoré sa napriek nastavenému systému stále snažia držať úroveň vzdelávacieho procesu na oveľa vyššej úrovni, než ostatné. Ide o tzv. vedecké univerzity – sú to univerzity, v ktorých sa samotný proces vzdelávania snúbi s (špičkovým) vedeckým výskumom.  Pretože, ak nejaká univerzita má mať vysokú úroveň vzdelávania, zákonite musí mať aj vynikajúci vedecký výskum.  Výsledky výskumu sa totiž priamo prenášajú do vzdelávacieho  procesu. Nuž, a ktoré sú to tie vedecké univerzity na Slovensku – to sa dá pohľadať na internete (napríklad https://www.natureindex.com/country-outputs/slovakia).

Na záver snáď dodám len to, že prevažná väčšina poctivých (európskych) zamestnávateľov pozorne sleduje aj úroveň vysokých škôl.  Vo všeobecnosti, šance uchádzača o zamestnanie s titulom zo známej, etablovanej univerzity sú celkom iné, ako šance uchádzača s titulom z úplne neznámej – neetablovanej univerzity.

Aké sú vaše ďalšie osobné i profesijné plány?

Čo sa týka profesijných plánov, nuž hlavnou úlohou v nasledujúcich troch rokoch je naplniť a splniť ciele projektu Európska mikrokelvinová platforma. Je to širokospektrálny projekt podaný v rámci výzvy Horizontu 2020,  ktorý získalo rovnomenné konzorcium Európska mikrokelvinová platforma (http: emplatform.eu), pričom Centrum fyziky nízkych teplôt v Košiciach je jedným z kľúčových partnerov tohto konzorcia.  V rámci tohto projektu, okrem iných aktivít, plánujem realizovať niektoré modelové experimenty pri veľmi nízkych teplotách využijúc unikátne vlastnosti supratekutého hélia-3.  Jedným z experimentov, napríklad, je ukázať, že  pomocou supratekutého hélia-3 je možno vytvoriť a modelovať kvantový bit – Q-bit. Nuž, a čo sa týka osobných plánov –  tak tu sa venujem mojej rodine, najmä svojím vnúčatám …

Prevzaté z Eductech (11. 1. 2021)