Jadrový fyzik Martin Venhart: Jadrá atómov vieme len podpichovať. Je na nich, čo spravia a čo nám ukážu

23. máj. 2019 • Fyzikálne vedy

Jadrový fyzik Martin Venhart: Jadrá atómov vieme len podpichovať. Je na nich, čo spravia a čo nám ukážu

Pracuje na experimentoch v CERN-e, Južnej Afrike aj v Slovenskej akadémii vied. Jadrovú fyziku považuje za nebezpečné odvetvie, napriek tomu hľadá so svojim tímom nové spôsoby, ako skúmať jadrá atómov a posúvať túto oblasť fyziky ďalej. Mgr. Martin Venhart, PhD. je vedúcim Fyzikálneho ústavu SAV a zároveň najmladším členom Predsedníctva SAV a v rozhovore nám o svojej práci, jej význame, ale aj o tom, prečo má zmysel robiť vedu na Slovensku, povedal viac.

Mgr. Martin Venhart, PhD. bude hosťom Festivalu vedeckých filmov 2019, kde sa o jeho práci dozviete viac. Na podujatí bude spolu s kolegami diskutovať na tému chémia a 150. výročie vytvorenia periodickej tabuľky prvkov v pondelok 27. 5. o 9.00 a o 17.00 hod.

J. NOVÁKOVÁ: Momentálne pracujete na experimentoch v švajčiarskom CERN-e. O čo presne ide?

M. VENHART: V súčasnosti vediem len jeden experiment. Je to experiment IS521 na urýchľovači ISOLDE. Je zameraný na štúdium atómových jadier krátkožijúcich izotopov zlata. Tieto sú príkladom fenoménu tvarovej koexistencie, t. j., že sa môžu vyskytovať v rôznych tvaroch, napr. ako disk alebo lopta na britské rugby. Je to niečo, čo sa vyskytuje vo všetkých jadrách, ale jadrá zlata sú mimoriadne vhodné na štúdium tohto javu. Sú pre nás niečo ako skvelý laboratórny potkan. V súčasnosti CERN prechádza odstávkou, ale po jej skončení sa vrátime v plnej sile a vrhneme sa na ďalšie merania.

J. N.: Je pre našinca náročné získať prácu v týchto laboratóriách?

M. VENHART: Získať zamestnanie v CERN-e je ťažké pre každého. Celkovo je vo svete situácia s permanentnými pozíciami v oblasti jadrovej fyziky momentálne komplikovaná. Svoj post-doktorandský pobyt som absolvoval v rokoch 2008 – 2010 na Univerzite v Leuvene v Belgicku. Pozíciu som získal na pozvanie jedného tamojšieho profesora, s ktorým som sa stretol ako doktorand počas experimentu na Univerzite v Jyväskylä vo Fínsku. Oslovil ma s ponukou na dvojročný pobyt v Leuvene. Potom som sa rozhodol vrátiť na Slovensko a vybudovať si vedeckú kariéru tu. Nechcel som striedať pracoviská a krajiny ako mnohí moji rovesníci.

J. N.: Hoci nechcete striedať pracoviská, spolupracujete aj s tímom v Južnej Afrike. V akom stave je veda v Juhoafrickej republike?

M. VENHART: Spolupracujeme s laboratóriom iThemba v Kapskom meste. V jednom z miestnych jazykov iThemba znamená nádej. Tamojšia vedecká komunita mi v mnohom pripomína našu. Tiež napríklad pracujú v krajine, ktorá nedávno prešla zásadnými politickými zmenami a ešte dlho sa bude z nich spamätávať. Priamo vedľa laboratória je obrovský slum. Pri pohľade naň človek pochopí, čo je to naozaj chudoba. Slová ako kriminalita a bezpečnosť tam nadobúdajú úplne iné rozmery. Vždy po návrate som si hovoril, že si musíme viac vážiť čo na Slovensku máme.

J. N.: O aký experiment presne ide a ako ho vediete?

M. VENHART: Momentálne spolupráca s iThembou trochu viazne, musíme sa pokúsiť ju oživiť. Máme podpísané Memorandum o spolupráci na vývoji páskových systémov. Postavili tam systém, ktorý využíva technologické riešenia z nášho systému TATRA. Ja som tam naposledy meral v roku 2014, tento experiment nedopadol úplne ideálne, ale aj o tom je veda. Ani v športe sa nedá vyhrať každý zápas. Nikdy sa ale nepokúšam riadiť experiment na diaľku, vždy cestujem s tímom na miesto. Naše experimenty nesú v sebe istú dávku rizika a ja si myslím, že v búrke má byť kapitán na mostíku a z lode vyskakovať až ako posledný. Nikdy by som neposlal kolegov do nebezpečenstva a nebol tam s nimi.

J. N.: Čo si predstaviť pod tým, že experiment nedopadol ideálne? Hovoríme skôr o procese alebo o výsledkoch?

M. VENHART: O oboch. Môj predpoklad o možnosti študovať jadrá spôsobom, ktorí sme využili v tomto experimente nevyšiel. Jednoducho nevidíme v detektoroch žiarenie, ktoré som očakával. Budeme musieť nájsť novú stratégiu. Ale inak aj to je vcelku zaujímavý poznatok.

Mgr. Martin Venhart, PhD. vo Vedeckej cukrárni v Bratislave /marec 2017/

J. N.: Už ste spomenuli spektrometer TATRA, ktorý ste spolu s kolektívom na FÚ SAV vybudovali. O aké zariadenie ide?

M. VENHART: Je to zariadenie, ktoré nám umožňuje automatickú, bezpečnú a rýchlu manipuláciu so vzorkami rádioaktívnych izotopov, ktoré získame pomocou urýchľovača ISOLDE v CERN-e. Zdá sa to ako pomerne jednoduchá úloha, avšak jej technologická realizácia je zložitá. Preto v tejto oblasti výskumu pred nami uspelo len veľmi málo skupín. Nám sa podarilo prísť s unikátnymi technologickými riešeniami, ktoré umožňujú študovať vlastnosti atómových jadier vo veľkom detaile. Môžete si to predstaviť ako nové okuliare. Svet naokolo je zrazu oveľa ostrejší a krajší. Náš program je zatiaľ len na začiatku, ešte nás čaká dlhá a ťažká cesta plná tvrdej práce. Bez nej nemôžeme dokázať to, čo sme si predsavzali.

J. N.: Čo presne je to, čo ste si predsavzali?

M. VENHART: Našim cieľom je byť špičkovou, medzinárodne uznávanou skupinu. A osobne by som veľmi chcel objaviť niečo, čo by raz bolo prospešné celému ľudstvu. Neviem, či sa mi to podarí.

J. N.: Skúmate ťažké atómové jadrá. Čo to znamená a čím sa líšia od tých ostatných?

M. VENHART: Dnes poznáme okolo 3 500 atómových jadier. Hranica medzi ťažkými a ľahkými nie je ostro definovaná. Jadrá, ktoré študujeme obsahujú okolo 170 – 190 nukleónov (protónov a neutrónov dohromady).

J. N.: Ako toto štúdium vyzerá? Čo všetko s nimi viete „robiť“/skúmať na nich?

M. VENHART: Nevieme s nimi robiť skoro nič. Vieme sa len pozerať na to, čo spravia. Vieme ich trochu podpichnúť, ale oni sa rozhodnú, akú odozvu nám dajú, a čo nám o sebe prezradia. My môžeme len vymýšľať nové spôsoby podpichovania.

J. N.: Povedzte nám nejaký príklad, ako viete podpichnúť taký atóm?

M. VENHART: Vieme mu dodať energiu a pozorovať, ako sa jej zbaví.

J. N.: Sú jadrá atómov niektorých prvkov zaujímavejšie ako iných?

M. VENHART: Nie sú. Atómové jadro nevie nič o tom, že je jadrom chemického prvku. O tom rozhodujú elektróny, ktoré ho obklopujú a aj to len niektoré z nich. Vlastnosti jadier určujú obe častice, ktoré sú v nich, protóny a neutróny. Preto poznáme len 118 chemických prvkov, ale dohromady okolo 3 500 jadier. Na chemické vlastnosti nemá vplyv počet neutrónov v atómovom jadre. Avšak na vlastnosti jadra zásadný.

J. N.: Keď nie sú žiadne jadrá atómov zaujímavejšie ako tie iné, prečo študujete práve zlato?

M. VENHART: Predstavte si, že prídete do skvelej reštaurácie kam sa dostanete len raz za čas, povedzme raz za 1 – 2 roky. Jedálny lístok obsahuje 3 500 položiek a všetky sú delikátne. Čo urobíte? Vyberiete si jedno jedlo a pochutíte si. Keď prídete nabudúce, vyberiete si niečo iné. Koľko jedál stihnete ochutnať za svoj život? 

J. N.: Teoreticky veľa, ale v jadrovej fyzike to asi nie je úplne ako v reštaurácii. Ale znamená to, že skúmate aj iné prvky, alebo budete skúmať v budúcnosti? Alebo ostanete pri tom istom „jedle“?

M. VENHART: To určite nie, už teraz intenzívne rozmýšľam o nových smeroch výskumu. Skôr by som sa chcel v budúcnosti orientovať na atómovú fyziku a na štúdium izotopov, ktoré sú relevantné pre nukleárnu medicínu. Vidím v tejto oblasti obrovský priestor. Navyše tam môžeme veľmi dobre uplatniť skúsenosti a znalosti, ktoré sme získali s našim spektrometrom.

J. N.: V čom vidíte najväčší prínos vašej práce? Jednak z akademického pohľadu, ale aj z pohľadu bežného, praktického života.

M. VENHART: Mnohé mechanizmy, ktorými sa riadi hmota tvoriaca atómové jadro nám ostávajú neznáme. Myslím si, že jadrová fyzika je momentálne v situácii, keď nepotrebuje až tak veľmi nejaký bombastický objav. Skôr potrebujeme dlhodobú a systematickú prácu, pomocou metód, ktoré boli vytvorené v dvadsiatom storočí. Len takáto práca nás privedie k vytúženému cieľu. My sme sa na túto cestu vydali v jadrách zlata. Iné skupiny sa sústredia napr. na jadrá ortuti, tália, olova, alebo bizmutu. Vzniká tak mozaika, ktorá nám dá, skôr alebo neskôr, odpovede na horeuvedenú otázku.

Jadrová fyzika má mnohé aplikácie. V krátkosti možno spomenúť jadrovú energetiku, medicínske aplikácie ako pozitrónová emisná tomografia používaná v lokalizácii nádorov, počítačová tomografia, terapia nádorov pomocou gama žiarenia, ožarovanie protónmi, alebo využitie žiarenia v defektoskopii. Naša skupina buduje kompetenciu v oblasti jadrovej fyziky.

Vychováme študentov, ktorých budúca kariéra nemusí nevyhnutne smerovať do oblasti základného výskumu, môžu sa veľmi dobre uplatniť aj inde. Moji doktorandi sa postupne musia naučiť práci so špičkovými detektormi žiarenia, vysokým napätím, vákuovou a kryogénnou technikou, špičkovou elektronikou, ale aj frézou, sústruhom, alebo francúzskym kľúčom. Okrem toho musia zvládnuť programovanie v niekoľkých jazykoch, operačné systémy, atď. Samotná jadrová fyzika a analýza fyzikálnych dát je až niekde na konci. Výsledkom je skutočne komplexná osobnosť, ktorá je bezpochyby užitočná pre celú spoločnosť. Napríklad jadrový priemysel dlhodobo hlási akútny nedostatok podobných kádrov.

Náš výskum tiež začína naberať určitý interdisciplinárny charakter. V budúcnosti by sme sa chceli s prístrojom TATRA posunúť smerom k výskumu žiaričov dôležitých pre nukleárnu medicínu. To je však stále len v rovine ideí a musíme vymyslieť viacero technologických riešení. Uvidíme, čo nám prinesie budúcnosť.

J. N.: Čo považujete vo svojom doterajšom výskume za najzaujímavejší objav?

M. VENHART: Atómové jadrá sú v skutočnosti veľmi jednoduché objekty. Len sme zatiaľ neprišli na to ako fungujú. Ale tie mechanizmy sú v skutočnosti oveľa menej zložité, než by mohli byť.

Mgr. Martin Venhart, PhD. vo Vedeckej cukrárni v Bratislave /marec 2017/

J. N.: Napriek tomu, že vediete mnoho pokusov, ktoré znejú vzrušujúco a zaujímavo v zahraničí, o Slovensko ste nestratili záujem. Čo vás tu drží?

M. VENHART: Túto otázku dostávam často a nerozumiem tomu, prečo. Mne sa veľmi páči žiť na Slovensku. Myslím si, že aby mohla krajina úspešne napredovať, vzdelaní ľudia musia preto niečo urobiť. Aj preto som sa pred rokmi vrátil. To, že som nastúpil na Fyzikálny ústav Slovenskej akadémie vied považujem za svoje najlepšie rozhodnutie. Pracovná atmosféra tam bola a je veľmi dobrá. Vtedajší riaditeľ Stanislav Hlaváč a vedúci Oddelenia jadrovej fyziky Martin Veselský mi ponechali obrovský priestor. Mohol som si tak vybudovať vlastný výskumný program. Mal som vtedy čerstvých 30 rokov. Nie je veľa ľudí, čo dostanú takúto príležitosť v tomto veku. Ani u nás, ani v zahraničí.

Bez spolupráce a dlhodobých pobytov v zahraničí by to nešlo. Osobne som názoru, že by sme nemali zamestnávať vlastných absolventov pokiaľ nestrávia aspoň 2 – 3 roky v zahraničí. Človek získa úplne iný rozhľad.

Stále ostáva mnoho vecí, ktoré sa mi nepáčia a ktoré by som chcel zmeniť. Preto som pred dvomi rokmi kandidoval a bol zvolený za člena Predsedníctva Slovenskej akadémie vied. Ako najmladší v celej jej histórii. Som presvedčený, že problémy sa nedajú vyriešiť napísaním pár vzletných fráz na sociálnej sieti alebo otvoreného listu adresovaného neviem komu, ale len každodennou systematickou, tvrdou prácou. A na tú treba skúsenosti a kompetencie. Práca v Predsedníctve sa mi veľmi páči, aj keď ma zaťažuje na úkor vedeckej práce. Mám však na Fyzikálnom ústave vybudovaný skvelý tím, takže sa to zatiaľ dá zvládnuť.

J. N.: Cítite teda podporu z viacerých strán?

M. VENHART: Hovorí sa, že za každým úspešným mužom sa skrýva žena. V mojom prípade to určite platí. Som nesmierne šťastný, že po mojom boku je úžasná žena – moja manželka Janka. Žena, ktorá za mnou stojí, ktorá ma podporuje, ktorá mi nastavuje zrkadlo, vždy keď to potrebujem. Žena za ktorou sa môžem vždy ísť poradiť so svojimi myšlienkami a tak si ich utriediť. Práve ona mi pomohla dostať sa tam, kde som a vyrásť tak, ako som vyrástol. Nebyť jej, zrejme by som už dávno stratil zmysel budovať niečo veľké, niečo čo má zmysel. Je to veľmi výnimočná a odvážna žena!

Spolu sme si v Bratislave vytvorili spolu s dvomi krásnymi dcérkami stabilný domov. Je to niečo, čo k svojmu životu nevyhnutne potrebujem. V roku 2016 nám k úspešnej realizácii našich meraní listom zablahoželal prezident Andrej Kiska. V roku 2018 navštívil Slovensko Výbor Európskej komisie pre budúce urýchľovače a realizoval evaluáciu výskumných skupín na Slovensku. Len tak na okraj, tak členkou Výboru je aj generálna riaditeľka CERN-u Fabiola Gianotti. Výbor vo svojej správe zaujal mimoriadne pozitívne stanovisko k práci skupiny z Fyzikálneho ústavu SAV a jej medzinárodnému postaveniu. To všetko ma presviedča o tom, že som urobil dobre, keď som sa v roku 2011 vrátil domov.

J. N.: Keď je niečo jednoduché, často si povieme, že to nie je jadrová fyzika. Môžete ako jadrový fyzik potvrdiť, že toto odvetvie je naozaj jednou z najzložitejších ciest, ktorou sa môžu študenti vybrať?

M. VENHART: Výrazy, ako že niekto nie je žiadny jadrový fyzik alebo raketový inžinier sa stali veľmi sprofanovanými. Nemyslím si, že by jadrová fyzika bola niečím výnimočná. Je to skrátka povolanie ako každé iné. Možno trochu nebezpečné, ale celkom iste existujú aj ďaleko nebezpečnejšie. Ľudia majú o jadrovej fyzike len málo informácii, a preto ju považujú za niečo tajomné. Svoje určite zohráva aj fakt, že jadrá nevidno a na rozdiel od napríklad chémie s nimi ľudia neprichádzajú do každodenného kontaktu.

Navyše, dá sa vôbec rozhodnúť o tom, čo je najzložitejšie? Položme vedľa seba napríklad neurochirurgiu, botaniku alebo molekulárnu biológiu. Dá sa medzi nimi rozhodnúť? Myslím si, že nie. Ja by som určite neuspel ani v jednej z týchto disciplín a ľudia, ktorí sa im venujú a rozumejú im, majú môj hlboký obdiv.

J. N.: Na záver, prečo ste sa rozhodli práve pre túto cestu?

M. VENHART: Dôvod, prečo som si zo svoj osud zvolil jadrovú fyziku je pomerne prozaický. Kedysi som veľmi chcel študovať astronómiu, nakoľko ma oslovili prednášky doktora Grygara. S týmto rozhodnutím som išiel študovať na vtedajšiu Matematicko-fyzikálnu fakultu UK. Keď sme si volili na konci druhého ročníka špecializáciu, tak som si zvážil plusy a mínusy a vybral si jadrovú fyziku. Slovensko je krajina s rozvinutým jadrovým priemyslom a bol som si istý, že ak neuspejem vo vede, vždy nájdem uplatnenie tam. Čiže moja voľba bola skôr praktická.

 

Zhovárala sa: Jana Nováková pre portál Veda na dosah

Foto: z archívu Martina Venharta a z archívu NCP VaT pri CVTI SR

Uverejnila: VČ

Súvisiace:

Hore
výtvarná súťaž TVT 2019
Aurelium - centrum vedy
Vedec roka 2018
QUARK
Prechod VK na VND - leto
fotografická súťaž TVT 2019
Noc výskumníkov 2019
kúpa časopisov jún 2016
Atmosféra počas TVT 2018
TVT 2019
Publikácie Veda v CENTRE
TVT 2018 články
TAG História
TAG Rozhovor
TAG Publikácia
TAG Zaujímavosti vo vede
TAG Centrum vedy
TAG Mládež
TAG QUARK
TAG Ženy vo vede
TAG Spektrum vedy
TAG Slovenská veda
banner záhrady
Zaujímavosti vo vede
Kryštály a ich štruktúra nesúvisia iba s klenotníctvom, gastronómiou či nerastnými zdrojmi Zeme.
Zistite viac