Fyzika ho veľmi bavila a navyše bol v nej dosť dobrý

Fyzika ho veľmi bavila a navyše bol v nej dosť dobrý

Tomáš (1989) je v súčasnosti PhD študentom na ETH v Zürichu. Vyštudoval teoretickú fyziku na Fakulte matematiky, fyziky a informatiky UK v Bratislave. Zaoberá sa fyzikou kondenzovaných látok, konkrétne topologickými izolantmi, ktorých objav by mohol mať ďalekosiahle praktické využitie a supravodivosťou. Miluje turistiku.

Kam si chodil na strednú školu?

Na Gymnázium Pierra de Coubertina v Piešťanoch.

Aké predmety ťa bavili na strednej?

Od mala som inklinoval k prírodným vedám, najväčšiu radosť som mal z matematiky, fyziky a chémie. Okrem nich ma však bavilo prakticky všetko, čo malo dobrých učiteľov, čo sa z roka na rok rôznilo. Myslím, že celkove som mal šťastie na učiteľov, ktorí ma neodradili od hladu po vedomostiach a poznávaní, no podstatnú rolu v tom vždy hrali aj rodičia. Čo mi na strednej veľmi chýbalo a čo dodnes nepatrí medzi moje silné stránky je programovanie.

Čomu si sa venoval popri škole?

V šiestich rokoch ma rodičia zapísali na klavír. To bolo mnoho rokov zaujímavé hobby, no nemôžem povedať, že by môj život nejako významne ovplyvnilo. Tiež ma od mala fascinovali detské encyklopédie, v ktorých som dokázal listovať celé popoludnia. Myslím tie knižky alebo skôr knihy, ktoré obsahovali stovky ilustrácií a pri každej z nich bola v troch-štyroch vetách zhrnutá nejaká zaujímavosť o tom ako funguje tento svet a vesmír, či niečo z histórie. Okrem toho som obľuboval matematické a logické problémy, čo zo mňa už v prvých rokoch osemročka spravilo účastníka matematických olympiád.

S postupujúcimi rokmi sa môj mimoškolský život príliš nemenil a ani s tou matematikou to už nebolo také bombastické. Avšak v kvinte môj život podstatne ovplyvnil a nasmeroval učiteľ fyziky Milan Maro (ktorého týmto, ak sa sem dočítal, srdečne pozdravujem) zdanlivo nepodstatným gestom: Na prvej hodine fyziky rozdal záujemcom zadanie Fyzikálneho korešpondenčného seminára FKS, ktoré pár dní pred tým prišli do školy. Zapojil som sa, po polroku som šiel na sústredenie najlepších riešiteľov (bolo ich vtedy menej ako dnes, takže účasť na sústredení sama o sebe neznamenala nejaký fantastický úspech) a môj mimoškolský (a o pár rokov neskôr i po-stredoškolský) život nadobudol nové rozmery.

Na sústredení som spoznal kopu rovesníkov rovnako zbožňujúcich matematiku a fyziku ako ja a skupinka nadšených matfyzákov pre nás doobeda organizovala odborný a popoludní zábavný spoločný program, hry a podobne. Môj okruh priateľov sa rozrastal súbežne so zväčšujúcim sa množstvom súťaží, do ktorých som sa aktívne zapájal a ďalších sústredení, ktorých som sa zúčastňoval. Viacerí z účastníkov i organizátorov sústredení mali vysoké životné ciele a skôr-či-neskôr odišli študovať na zaujímavé miesta v zahraničí. Títo ľudia ma veľmi motivovali a dodnes z priateľstva s nimi veľa ťažím. Takto sa moje mimoškolské hobby rozrástlo v celý svet aktivít, súťaží a priateľov a postupom času ma úplne pohltil. Zo všetkých tých súťaží by som vyzdvihol ešte jednu, ktorá mi dala obzvlášť veľa zručností do ďalšieho života.

Turnaj mladých fyzikov je omnoho vzrušujúcejšia súťaž ako by jej infantilne znejúci názov mohol napovedať. Tímy stredoškolákov majú niekoľko mesiacov času na skúmanie poldruha tucta problémov či javov, ktoré robí zaujímavými kombinácia troch faktorov: Sú experimentálne, obvykle sú realizovateľné v podmienkach stredoškolského labáku, a dodnes nie je jasné ich presné riešenie či vysvetlenie. Pri riešení týchto úloh som si ako človek vychutnal aspekty naozajstného vedeckého bádania: formulovanie hypotéz, navrhovanie experimentov, ich realizáciu a vyhodnotenie, no najmä vzrušenie z objavovania niečoho nového. Samotná súťaž sa vedie formou debaty v angličtine, takže okrem už spomenutých atribút a zlepšenia si cudzej reči, som si vycibril prezentačné a debatérske schopnosti, či sa naučil rozlišovať dobré argumenty od tých nepodstatných. To sú do života nevyhnutné zručnosti, ktorým sa, zahanbujúco, stredoškolské učebné osnovy systematicky vôbec nevenujú.

Prečo si sa rozhodol pre štúdium fyziky na vysokej?

Nešlo o veľa rozhodovania sa. Fyzika ma veľmi bavila a navyše som v nej bol dosť dobrý. Uvedomoval som si, že ako vyštudovaný fyzik budem mať veľmi dobré zručnosti v matematike, čo je schopnosť, po ktorej je na trhu veľký dopyt, no len relatívne málo ľudí ju vie ponúknuť. Viac dalo zabrať vybrať si špecializáciu v rámci fyziky, keď som bol už na vysokej škole. Najprv voľba bakalárskej práce, neskôr voľba magisterského odboru a diplomovej témy.

Moja špecializácia sa poddala dvom požiadavkám. Prvá bola, že som chcel robiť teóriu. Experimentátori majú omnoho menej flexibility lebo raz zkonštruovaný niekoľko tonový experimentálny kolos sa nedá ľahko prerobiť na experimentálny kolos merajúci dačo iné. Druhá bola, že sa chcem venovať niečomu, kde je šanca prísť s objavom, ktorý bude mať praktické využitie a zlepší životy ľudí. V kombinácii s tým, akým témam sa na matfyze venovali akí ľudia, som sa rozhodol pre fyziku kondenzovaných látok (ľudovo „fyzika materiálov“). Ak by som mal možnosť vrátiť sa o pár rokov spät a byť opäť na matfyze, moje rozhodnutie pracovať s Doc. Richardom Hlubinom by som nezmenil.

Ako si si vybral univerzitu?

Nezodpovedne. Fyzika bola v mojom prípade jasná voľba. Ale prečo práve bratislavský matfyz? Prečo nie pražský? Prečo nie Cambridge alebo Oxford, či niečo spoza veľkej mláky? Podal som si síce prihlášky na zopár prestížnych amerických univerzít, ale venoval som im tak neospravedlniteľne málo času, že ich odmietajúce rozhodnutie nebolo vlastne vôbec prekvapením. Môj prístup k výberu vysokej školy bol nezodpovedný, pretože som sa vôbec nezamýšľal aké plusy a aké mínusy by poskytovalo štúdium inde než v Bratislave. Druhá vec je, že do zahraničia smerovalo najviac mojich kamarátov a bola odtiaľ tiež možnosť podieľať sa na organizácii Fyzikálneho korešpondenčného seminára. Natoľko som sa poddal presvedčeniu, že matfyz je jedna z najlepších slovenských fakúlt, že diskusiu o voľbe školy som vtedy nepovažoval za podstatnú.

Úplne iné to bolo s výberom miesta na doktorandské štúdium po ukončení toho magisterského na matfyze. Na matfyze bolo viacero vynikajúcich pedagógov, ale robí sa na ňom málo „frontline research“, čo značne sťažilo hľadanie dobrého doktorandského miesta v zahraničí. Na Slovensku som v štúdiu pokračovať nechcel, pretože ad jedna neponúkalo zaujímavé témy v mojej oblasti, ad dva som nemal pocit že to zvýši moju hodnotu na trhu práce a (najmä) ad tri, podľa mňa by malo byť súčasťou štúdia každého vyskoškoláka, obzvlášť doktoranda, ísť do zahraničia, prísť do styku s popredným výskumom a vôbec vidieť ako vedecký svet funguje v zahraničí. Tieto skúsenosti potom treba doniesť späť na Slovensko a snažiť sa ich pretaviť do existencie aj u nás, nech na našich ďalších študentov čakajú zaujímavejšie možnosti. Moje rozhodnutie bolo, že ak sa mi nepodarí nájsť si zaujímavé PhD miesto v zahraničí, tak to s vedou zabalím. Hľadanie našlo svoj cieľ a momentálne už dva roky pôsobím na polytechnike ETH v Zürichu, pre fyzika materiálov jedno z najzaujímavejších miest v Európe.

Čo boli pozitíva a negatíva tvojho vysokoškolského štúdia?

K pozitívam určite patrili veľmi silná matematika a možnosť počúvať majstrov didaktiky ako Vlado Černý či Martin Mojžiš. Prostredníctvom študijnej vysokoškolskej odbornej činnosti (ŠVOČ) existovala možnosť sa oťukať s rôznymi disciplínami fyziky a na základe vlastnej skúsenosti posúdiť, čo ma baví. Bola aj kopa zlých prednášok a s nimi súvisiace kopy premárneného času, ale prevažovali motivujúci učitelia nad demotivujúcimi a po šiestich rokoch matfyzu som mal stále chuť vo fyzike pokračovať. To sa tiež ráta ako plus, pretože na inom mieste to tak nemuselo byť. Nemôžem nespomenúť veľmi priíjemnú a priateľskú atmosféru, ktorú som ako magisterský študent zažíval na oddelení teoretickej fyziky. Napokon, neodškriepiteľným plusom bola možnosť spoluorganizovať korešpondenčný seminár, čo mi dalo niekoľko pestrých skúseností: práca s nadanou mládežou, príprava odborných i populárnych prednášok, ale aj manažovanie, práca v kolektíve a zháňanie grantových peňazí na chod seminára. Takže hoci šlo o dobrovoľnú prácu, z osobného hľadiska som na tom zbohatol.

Negatív bolo mnoho. Laboratóriá, s ktorými som prišiel ako študent do styku, pôsobili muzeálne. Vzdialenosť výskumu na matfyze od horúcich svetových tém je veľká a to sa odrážalo aj v absencii komunikácie týchto nových poznatkov prednáškami či seminármi ku študentom. Keď som prišiel na ETH, mal som pocit, že v mojej vlastnej špecializácii potrebujem dobehnúť dve desiatky rokov ľudského bádania, ktoré ku mne na matfyze neprenikli. Financie nepatria medzi silné stránky slovenských škôl, čo značne sťažuje cestovanie na letné školy, workshopy a konferencie. To robí rozrastanie sa akejsi svojej „vedeckej sociálnej siete“ náročnejším, pritom ide o dôležitý faktor pre budúceho úspešného vedca. Na matfyz taktiež neprichádzalo mnoho zahraničných hostí, kým na ETH len v rámci môjho odboru navštívim v priemere dva semináre od zahraničných hostí týždenne. Ďalej množstvo drobností, napr. v Zürichu ma očarila profesionálnosť študentských organizácií a kvalita univerzitného športového centra. Napokon, veta „Študoval som v Bratislave“ v zahraničí rozhodne zarezonuje menej než „Študoval som v Prahe“ alebo „mám diplom zo Stanford-u“. To všetko sa počíta.

Čomu sa momentálne venuješ?

Ako fyzik teoretik sa v súčasnosti venujem dvom témam v rámci výskumu materiálov. Prvá sa týka supravodivosti a dostal som sa k nej, pod vedením Doc. Richarda Hlubinu, ešte na bratislavskom matfyze. Ide zhruba o toto: keďže elektrické vodiče majú odpor, vedenie prúdu je sprevádzané energetickými stratami vo forme tepla. Čím väčšie prúdy chceme preniesť, tým viac energie sa stratí ako teplo a účinnosť klesá. Kvôli tomuto nevieme zvýšiť frekvenciu počítačových procesorov, kvôli tomuto nemôžeme vyriešiť energetické problémy postavením solárnych elektrárni na Sahare a prenesením získanej energie do Európy mohutným elektrickým vedením a kvôli tomuto je výroba silných magnetických polí v laboratóriách taká drahá. Prírodné zákony však ponúkajú možnosť ako tento problém obísť. Odpor niektorých materiálov, pokiaľ sa schladia na teploty blízke absolútnej nule, klesne úplne na nulu — jav nazývaný supravodivosť. Tento jav je dobre pochopený, no funguje pri teplotách natoľko nízkych, že jeho použitie v praxi je naďalej z kategórie sci-fi. Pred tridsiatimi rokmi však bolo objavených niekoľko materiálov, ktoré sú supravodivé pri nezvyčajne „vysokých teplotách“ okolo mínus 130 °C. Dodnes sa poriadne nerozumie, prečo sa to deje. Snom je, že raz objavíme materiál supravodivý pri izbovej teplote, no bez porozumenia tzv. „vysokoteplotných supravodičov“ sa to sotva podarí. S Richardom skúmame istý pod-problém tejto komplexnej otázky, ktorého rozlúsknutie snáď napokon pomôže dosiahnuť vytúžený cieľ.

Druhou témou, ktorej som sa začal venovať na ETH, sú tzv. topologické izolanty. Na veľmi zjednodušenej úrovni ich možno prirovnať k drevenému kvádriku obalenému v hliníkovej fólii: ich vnútro je nevodivé (ako drevo), no na ich povrchu je niekoľko atómová vrstva správajúca sa ako vodič (ako alobal). Ak kvádrik z topologického izolátora rozrežeme, novovzniknutý povrch sa bude správať opäť vodivo, čo už v našom prirovnaní k obalenému drevenému kvádriku nemá analóg. V skutočnosti je to však ešte zaujímavejšie — prúd vedený povrchom topologického izolátora je „spinovo rozlíšený“, teda elektróny s rôznymi spinmi sa dominantne pohybujú v rôznych smeroch. Existujú návrhy na elektronické súčiastky využívajúce tieto vlastnosti (tzv. spintronika). Procesory fungujúce na takejto báze by mohli mať rádovo nižšiu energetickú spotrebu než tie súčasné, čiže by šlo o veľmi užitočnú aplikáciu. Tieto idey majú dnes asi desať rokov a do praxe sa zatiaľ nepretavili lebo stále chýba materiál, ktorý by bol zároveň topologický izolátor, chemicky stabilný, nejedovatý a podobne. S Prof. Manfredom Sigristom a ďalšími spolupracovníkmi na ETH hľadáme materiály s takýmito alebo podobnými vlastnosťami a skúmame ich transportné vlastnosti v elektrických a magnetických poliach.

Čo by si robil na strednej škole inak, ak by si bol stredoškolákom ešte raz?

Nemôžem sa vrátiť späť a zmeniť svoju minulosť. Môžem dať nanajvýš radu mladším a tým, pevne dúfam, nasmerovať ich budúcnosť trochu lepším smerom. Situácia dnes je odlišná od situácie pred desiatimi rokmi. Internet je omnoho rýchlejší, informácie omnoho prístupnejšie a vzdialenosti omnoho menšie. Dá sa byť v zahraničí a zároveň byť v čulom kontakte s rodinou a kamarátmi na Slovensku, cez YouTube možno sledovať prednášky učiteľov z popredných svetových univerzít, cez Courseru sa dá z obývačkového gauča spraviť krátky kurz z mnohých tém a viaceré stránky na Facebooku dokážu človeka zásobovať dennou dávkou noviniek zo sveta vedy. Aj korešpondenčný seminár sa dnes aktívne organizuje cez internet naprieč hranicami. Moja rada je využiť existujúce informačné kanály a zozbierať si informácie o štúdiu v zahraničí. V súčasnom internetom prepojenom svete nie je cudzina až taká cudzia a netreba sa jej báť.

Späť na príbehy