Tradičně počátkem března uděluje Nadační fond Bernarda Bolzana výroční ceny, které podporují mladé vědce. Jedním z oceněných za rok 2017 je dr. Martin Kozák z Katedry chemické fyziky a optiky MFF UK.
Jako hlavní autor článku Inelastic Ponderomotive Scattering of Electrons at a High-intensity Optical Travelling Wave in Vacuum se může pochlubit publikací v časopise Nature Physics. Absolvoval dlouhodobou stáž na Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg a po návratu chce i nadále pracovat na tom, co ho baví, právě na Matfyzu.
V oceněné práci se zabýváte poměrně specifickým problémem. Můžete jej stručně popsat?
Vyvinuli jsme novou experimentální techniku, která umožňuje kontrolovat elektronové svazky na velice krátkých časových škálách. Pohybující se difrakční mřížka vytvořená ve vakuu pomocí dvou laserových pulzů na různých vlnových délkách vede k urychlení či zpomalení elektronů, které přes ni prolétají. Po průchodu mřížkou elektrony zformují ultrakrátké pulzy o délce několika set attosekund (10−18 s), které je možné použít ke zkoumání nejrychlejších procesů odehrávajících se v atomech, molekulách či pevných látkách.
Uplatnění nové techniky v experimentech nebudete, předpokládám, dlouho odkládat…
Elektronové svazky se už v současné době používají k zobrazování nanoobjektů. Nejmodernější elektronové mikroskopy umožňují rozlišit jednotlivé atomy, a zkoumat tak podrobně strukturu látek. Kromě statických obrázků je možné pomocí krátkých pulzů elektronů snímat také „videa“ chemických reakcí, fázových změn či kmitajících atomů.
Naše metoda by měla umožnit zvýšení časového rozlišení, a dovolit tak zobrazování ještě rychlejších jevů, jako jsou dynamika elektronů nebo fázově citlivé zobrazování optických blízkých polí nanostruktur.
Nakolik může ještě v dnešní době být podobná významná inovace dílem jednotlivce?
To by samozřejmě bylo velmi složité. V tomto konkrétním případě byl výzkum výsledkem mého postdoktorského pobytu na univerzitě v německém Erlangenu, kde se také odehrály všechny prezentované experimenty. S jejich provedením významně pomohli dva moji studenti, kteří pracovali na specifických částech experimentálního uspořádání a jsou spoluautory článku.
Publikace by také určitě nevznikla bez vedoucího oddělení laserové fyziky univerzity v Erlangenu, prof. Petera Hommelhoffa. Ten, kromě podílu na interpretaci výsledků a psaní vlastního textu, zajistil finanční prostředky na pořízení veškerého experimentálního vybavení z podpory v rámci projektu ACHIP (Accelerator On a Chip) podpořeného americkou nadací Gordon&Betty Moore Foundation, jehož cílem je vyvinout miniaturní urychlovač elektronů.
Na této nové technice mám tedy sice značný autorský podíl, ale rozhodně by nebylo možné ji úspěšně realizovat bez pomoci a podpory dalších, ať už jsou to studenti, nebo další výzkumné instituce. Nové techniky či metody, které mají jediného autora, jsou v našich oborech v současnosti naprostou výjimkou, pokud existují vůbec.
Výzkum jste prováděl také v rámci zahraničního pobytu. Jak vychází ze srovnání se zahraničím vaše pracoviště na Matfyzu?
V současné době pracuji na Katedře chemické fyziky a optiky MFF UK na Oddělení kvantové optiky a optoelektroniky. Co se týče přístrojového vybavení, řekl bych, že obě pracoviště, jak v Erlangenu, tak v Praze, jsou více méně srovnatelná. Stejně tak je podobná i kvalita prováděného výzkumu.
Největší rozdíl vidím v přítomnosti zahraničních studentů a výzkumných pracovníků. Zapojení lidí přicházejících z jiného prostředí je přitom velice prospěšné pro obě strany. Mladí vědci po dokončení doktorátu pracují většinou několik let na jednom tématu, a mají tak mnoho zkušeností, které mohou využít i předat.
A pro ně samotné je naopak zahraniční stáž rozšířením obzorů. Tím myslím nejen ve vědecké činnosti, ale i v poznání způsobu života a práce v jiné zemi. Zde mohou být velké a zajímavé rozdíly.
Doufám, že se nám v budoucnu podaří přilákat více vědců a studentů ze zahraničí.
Čím vás láká základní fyzikální výzkum?
Láká mě zejména proto, že jeho důležitým cílem je popsat podstatu jevů probíhajících v přírodě a přesně jim porozumět. Některé věci zkrátka stojí za to zkoumat, i když nemají přímou aplikaci nebo nevedou k rychlému finančnímu zisku. Stává se, že se aplikační možnosti založené na výsledcích základního výzkumu objeví až po mnoha letech.
Otevřel vám cestu k fyzice rozpoznaný talent, nebo jste se k tomuto oboru propracoval složitější cestou?
Asi bych to nenazval fyzikálním talentem. Pouze mě zajímalo, jak některé věci kolem nás fungují, takže hlavní roli sehrála prostá zvědavost.
Jak vidíte své další uplatnění? Zůstanete na Matfyzu?
Doufám, že zůstanu a budu moci pokračovat ve výzkumu a v práci se studenty.
Co pro vás znamená ocenění NFBB?
Ocenění mi přirozeně udělalo radost. Člověka vždycky potěší a motivuje pozitivní odezva na jeho práci.
Nadační fond Bernarda Bolzana funguje od roku 1999 při Matematicko-fyzikální fakultě UK. K jeho úkolům patří mimo jiné nevýdělečná podpora vědecké a pedagogické činnosti na Univerzitě Karlově v oborech fyziky, matematiky a informatiky, rozšiřování úrovně experimentálních možností a teoretických postupů nebo zprostředkování širšího mezinárodního uplatnění vědeckých výsledků dosažených v daných oborech na UK.
Mohlo by vás zajímat:
Jan
Šaroch: O umění matematiky
NF
Bernarda Bolzana udělil výroční ceny
