Čo majú spoločné fyzika a fotografia? Nielen začiatočné písmeno. Rozprávali sme sa s nadanými žiačkami z Gymnázia Ľ. Štúra vo Zvolene, ktoré sú dôkazom toho, že Stredoškolská odborná činnosť (SOČ) môže, okrem iného, aj nasmerovať človeka a priviesť ho napríklad cez fyzikálnu tému k umeniu. Radka Veselá a Andrea Škvareninová sa rozhodli zostrojiť funkčný lapač iónov, vďaka čomu sa ich práca s názvom „Lapač iónov“ umiestnila v kategórií Matematika, Fyzika na 1. mieste v 38. ročníku SOČ.
KATARÍNA SLÁDEČKOVÁ.: Druháčky na gymnáziu a hneď víťazky v SOČ! Určite je to pre vás veľký úspech. Fyzika je váš obľúbený predmet?
R. VESELÁ: „Áno, patrí k mojim obľúbeným.“
A. ŠKVARENINOVÁ: „Nemám len jeden obľúbený predmet. Je ich viac, ktoré patria do tejto kategórie, ale fyzika je jedným z nich. Avšak som viac praktický typ. Hodiny sú plné potrebnej teórie, ktorá je pre mňa menej zaujímavá ako poobedia strávené experimentovaním.“
K. S.: Odkiaľ prišiel impulz na už konkrétnu tému vašej SOČ?
R. VESELÁ: Pri výbere témy nás inšpiroval náš učiteľ fyziky. Téma nás hneď zaujala.“
A. ŠKVARENINOVÁ: „Nebolo to však také jednoduché. Chceli sme urobiť niečo, čo bude spájať záujmy nás oboch. Pri vyberaní témy náš profesor fyziky Marek Balážovič raz spomenul lapač iónov, s ktorým sa stretol počas jeho pobytu v CERN-e. Táto téma nás veľmi zaujala, keďže ide o časticovú fyziku, čo je Radkina obľúbená časť fyziky. Taktiež tam bola možnosť fotografovať a natáčať experiment, čo je jedným z mojich koníčkov. Tak sme sa do toho spoločne pustili!“
K. S.: Skúste nám v krátkosti popísať, čo je to ten lapač iónov.
A. ŠKVARENINOVÁ: „Je to zariadenie, ktoré slúži na zachytávanie iónov – malých elektricky nabitých častíc. Existujú dva typy lapačov a využívajú sa v hmotnostných spektometroch alebo v laboratóriách v CERN-e na uchovávanie antihmoty. Profesionálne lapače je možné aj kúpiť, ale sú príliš drahé. To bola jedna z vecí, ktoré nás tiež motivovali na zostrojenie našej menej nákladnej alternatívy.“
R. VESELÁ: „Ten náš je konkrétne Paulov lapač, ktorý svoje meno nesie na pamiatku svojho vynálezcu Wolfganga Paula. Jemu i Hansovi Dehmeltovi zaň bola udelená i Nobelova cena. Ióny v tomto type lapača sú zachytávané pomocou statického jednosmerného prúdu a rádiovej frekvencie oscilujúceho elektrického poľa, vďaka ktorým sú častice udržiavané v neustálom pohybe. Skladá sa z dvoch parabolických a jednej prstencovej elektródy, čím dohromady vytvárajú kvadrupól.“
K. S.: Takže cieľom vašej práce bolo zostrojiť tento Paulov lapač?
R. VESELÁ: „Presne tak, cieľom bolo zostrojiť funkčný Paulov lapač iónov z bežne dostupných pomôcok a s minimálnymi nákladmi.“
A. ŠKVARENINOVÁ: „Ďalej sme chceli realizovať samotné zachytávanie iónov a odfotografovať ich usporiadanie. Posledným cieľom bolo nájsť a skúmať všetky faktory ovplyvňujúce fungovanie experimentu a pokúsiť sa nájsť čo najvhodnejšie podmienky, aby experiment fungoval.“
K. S.: Na zostrojenie lapača teda stačili klasické pomôcky z laboratórnej učebne v škole?
R. VESELÁ: „Áno, náš lapač sme zostrojili z klasických pomôcok zo školskej učebne a z lyžíc zo školskej jedálne.“
A. ŠKVARENINOVÁ: „To je výhoda nášho lapača – je možné ho zostrojiť z úplne bežných pomôcok, ktoré máte v gymnaziálnom fyzikálnom laboratóriu. Jediné, s čím bol menší problém, bol zdroj striedavého elektrického prúdu, ktorých sme vyskúšali viac, ale aj tie zapožičané z univerzity nám často nefungovali a vypadávali.“
K. S.: Je dostatok literatúry, z ktorej ste mohli čerpať? Kde všade ste hľadali informácie?
R. VESELÁ: „Zdrojov k tejto téme bolo naozaj málo.“
A. ŠKVARENINOVÁ: „V slovenskom jazyku sme našli úplné minimum informácii, takže sme čerpali iba z anglicky písaných zdrojov. Informácie pochádzali hlavne zo zahraničných internetových stránok – zväčša z amerických odborných článkov.“
K. S.: Poďme však k experimentu. Keď už bol lapač na svete, čo ste pozorovali a zachytili?
A. ŠKVARENINOVÁ: „Keďže experimenty prebiehali v školskom laboratóriu, museli sme pre každodenné vyučovanie lapač zapájať pred pozorovaním zakaždým odznova. Vždy sme v učebni museli zamedziť prístup svetla a nasvietiť miesto pozorovania laserom. Potom stačilo drobné častice prášku opatrne nasypať do obruče, kde dochádzalo k zachytávaniu a ak bolo všetko správne zapojené, stačilo sa už len pozerať.“
R. VESELÁ: „Konkrétne sme pozorovali trajektórie zachytených iónov, ktoré vplyvom poľa oscilovali v obruči.“
A. ŠKVARENINOVÁ: „Mojou úlohou bola potom aj fotodokumentácia, takže som väčšinu experimentu videla cez hľadáčik foťáka.“
K. S.: Fungovalo všetko „ako malo“?
A. ŠKVARENINOVÁ: „Fungovalo, ale nikdy nebolo isté, ako dlho fungovať bude. Zlepšení sme skúšali veľmi veľa, od rôznych veľkostí lyžíc, ktoré slúžili ako elektródy, cez rozličné druhy práškov až po rôzne veľkosti a tvary obručí, v ktorých prebiehalo zachytávanie.“
R. VESELÁ: „Samozrejme, ako pri každom experimente, nie všetky pokusy boli úspešné. Návrhy na zlepšenia prichádzali pri každom novom pokuse. Po čase sme našli najideálnejšie podmienky na jeho opakovanie, čo nám pri práci veľmi pomohlo.“
K. S.: Čo bolo na celom experimente najnáročnejšie?
R. VESELÁ: „Najzložitejšie bolo udržať zdroj v chode, pretože pre vysoký odber prúdu sa nám prehrievala cievka transformátora, čo následne spôsobovalo skraty na zdroji.“
A. ŠKVARENINOVÁ: „Zo začiatku to bolo naštudovanie témy dopodrobna, čo bolo spojené aj s prekladom množstva článkov. Ale pri samotnom experimente to bolo pre mňa fotenie. Keď sa nám podarilo zachytiť dostatočne veľa iónov, tak sa zasa mne nedarilo na ne zaostriť a pekne ich nasnímať.“
K. S.: Maturujete síce až o dva roky, no predsa len – chceli by ste sa ďalej venovať fyzike i po skončení gymnázia?
R. VESELÁ: „Rozhodne nad touto alternatívou uvažujem, ale za dva roky sa ešte môže všeličo zmeniť.“
A. ŠKVARENINOVÁ: „Keď sme prvýkrát dostali nápad urobiť SOČ, tak som uvažovala o štúdiu fyziky. Avšak počas jej realizovania som sa začala aktívnejšie venovať fotografovaniu a umeniu, čím sa moje smerovanie do budúcnosti zmenilo. Ale to neznamená, že sa k fyzike nikdy nevrátim. Už teraz mám kopu nápadov, ako by sa tieto dva odlišné záujmy dali spojiť.“
K. S.: Aký prínos mala pre vás SOČ?
R. VESELÁ: „Mne osobne dala SOČ veľmi veľa, či už pri písaní práce, alebo pri samotnej prezentácii. Naučila som sa, ako sa píše odborná práca, zlepšila som si prezentačné schopnosti a verím, že tieto skúsenosti využijem pri ďalšom štúdiu.“
A. ŠKVARENINOVÁ: „Jednoznačne by som SOČ odporučila všetkým študentom. Bola to obrovská skúsenosť. Okrem množstva nových poznatkov, ktoré som získala, to zahŕňa aj veľa zážitkov pri samotnom robení akéhokoľvek výskumu. Doteraz som netušila, aké zložité môže byť písanie vedeckej práce a následné potláčanie trémy pri jej obhajobe a prezentácii pred očami spolužiakov či odborníkov. Keď sa venujete téme, ktorá vás zaujme a potom vidíte výsledok, isto nebudete ľutovať ten čas, ktorý pre to obetujete.“
K. S.: Ďakujeme vám za rozhovor.
Rozhovor pripravila: Katarína Sládečková pre redakciu Veda na dosah
Foto: z archívu Radky Veselej a Andrei Škvareninovej
Uverejnila: ZVČ
Vedecko-popularizačný portál VEDA NA DOSAH Vám v nasledujúcom období prinesie rozhovory s víťazmi jednotlivých kategóriách Stredoškolskej odbornej činnosti v školskom roku 2015/2016