Teoretický fyzik Martin Gmitra do zahraničia odišiel hneď po skončení magisterského štúdia, po 15 rokoch sa vrátil vďaka podpornej schéme Návraty na Slovensko. Venuje sa štúdiu elektrónovej štruktúry a je expertom na teóriu funkcionálu hustoty.
„Jedným slovom by sa dalo povedať, že to, ako som sa dostal do zahraničia, bola náhoda, ale zároveň to nie je celkom pravda,“ spomína Martin Gmitra na svoj prvý odchod zo Slovenska. Ako čerstvý doktorand na Prírodovedeckej fakulte Univerzity Pavla Jozefa Šafárika v Košiciach spolupracoval so SAV, ktorá bola zapojená do programu výcviku mladých vedcov Research Training Network. Prostredníctvom tohto programu sa dostal do Prahy, odtiaľ do Poľska a neskôr do Nemecka, kde pôsobil 11 rokov. V roku 2018 sa aj vďaka podpornej schéme Návraty, ktorú realizovalo Ministerstvo školstva, vedy, výskumu a športu SR, vrátil na Slovensko.
Čomu sa vo svojom výskume venujete?
Venujem sa štúdiu elektrónovej štruktúry. V súčasnosti sme schopní zrátať vlastnosti materiálov tak, že vieme povedať, ako sa materiál bude správať. Priamo v počítači vieme vykonávať experimenty, a to len na základe použitia teórie a programov.
Znamená to, že ak sa vyvíja nejaký nový materiál, napríklad guma, vy pomocou programu viete vypočítať, aká bude pružná?
Presne tak. Akurát guma je tvorená polymérnymi materiálmi, v ktorých je veľmi veľa atómov a my sme ešte stále limitovaní výpočtovými možnosťami. Na to, aby sme vedeli vlastnosti materiálu predpovedať s väčšou presnosťou, by mali byť štruktúry, respektíve reťazce, menšie. Ale áno, princíp ste vystihli. V elektrónovej štruktúre vieme predpovedať aj takúto vlastnosť, napríklad koľko taká guma vydrží, keď ju budeme naťahovať.
To, čo v skutočnosti skúmame, nie je pružnosť, ale sú to elektrické vlastnosti materiálov. To znamená, ako sa správajú pod vplyvom elektrického poľa, či budú prúd viesť alebo nie.
Aké je využitie týchto poznatkov v praxi?
Čakal som túto otázku, odpoviem na ňu trocha okľukou. Veľké množstvo vedcov z celého sveta sa venuje vývoju nových materiálov. Donedávna to fungovalo tak, že vedci poukladali atómy do nejakej štruktúry a potom skúmali vzniknutý materiál a jeho vlastnosti. Nedávno však nastala „malá revolúcia“ a vedci zistili, že atómy v oblasti tuhých látok nemusia len „ukladať“, ale môžu ich otáčať – twistovať.
Pri twistovaní otáčame jednu vrstvu atómov voči druhej a výsledkom je úplne nečakaná vec – vzniká tak materiál, respektíve systém atómov, ktorý má úplne iné vlastnosti, ako mal predtým.
Na otázku, na čo nám to bude, dnes ešte nevieme odpovedať. Ešte stále tomu celkom nerozumieme, ale je to fascinujúce. Zdá sa totiž, že nepotrebujeme hľadať nové usporiadania štruktúr atómov. Stačí tieto štruktúry „pootáčať“ a v ceruzke máme zrazu vodič, supravodič alebo izolant.
Čo vás priviedlo k vede?
Láska k vede sa u mňa rozvinula na vysokej škole. Tam som zistil, že ma baví objavovať. Pamätám si na to, keď na prednáške z fyziky alebo z chémie profesor povedal: „Toto nie je známe, toto nevieme a bolo by dobré, keby to niekto preskúmal, vyriešil, objavil.“ Vtedy mi napadlo: „Prečo by som to nemohol byť ja, kto to preskúma a objaví?“ Zasialo to do mňa nepokoj, snahu niečo lepšie pochopiť a možno aj niečo nové objaviť.
Prečo ste ako mladý doktorand odišli zo Slovenska? Ako sa vám v zahraničí pracovalo?
Prvá cesta do Prahy bola študentská zvedavosť, chcel som spoznať nové prostredie. Počas pôsobenia v Prahe ma kontaktoval profesor z Poľska, ktorý rozbiehal sieť spoluprác. Cesta do Poľska bola motivovaná okrem túžby sa niečo nové naučiť a spoznať iné prostredie aj potrebou trocha si zarobiť. Pôsobil som tam dva roky a okrem iného som spolupracoval napríklad s Albertom Fertom, ktorý o rok či dva nato dostal Nobelovu cenu.
Keď som sa vrátil z Poľska, premýšľal som nad tým, že sa usadím na Slovensku. Žiadal som aj o návratové štipendiá, ale nevyšlo to a znechutenie ma dohnalo k tomu, že som si z mesiaca na mesiac zbalil veci a odišiel som.
Náhoda ma zaviedla k profesorovi Jaroslavovi Fabianovi, ktorý pôsobil na univerzite v nemeckom Regensburgu. Najskôr som bol len hosťom na seminári, no potom sa vyskytla príležitosť a ja som zostal 11 rokov.
Do Regensburgu som odchádzal už ostrieľanejší, mal som lepšiu predstavu, ako to funguje vo „veľkej“ vede. Chcel som sa naučiť niečo nové a zároveň som tam mohol naplno rozvíjať to, čo som začal robiť v Prahe. Vypracoval som sa na experta v oblasti elektrónových štruktúr a naučil sa niečo, čo tam vtedy skoro nikto nerobil – stal som sa pionierom výpočtov pomocou Density Functional Theory (teórie funkcionálu hustoty).
Zľava: Martin Gmitra, Ing. Viera Skákalová, PhD. D.Sc. a prof. Dr. Klaus von Klitzing, nositeľ Nobelovej ceny za rok 1985. Zdroj: archív M.G.
Prečo ste sa vrátili?
To je dobrá otázka. Bol som na dobrej ceste, bol som členom perspektívnych riešiteľských kolektívov, s ktorými dodnes spolupracujem a vidím, že sa im darí. Naozaj som vyskočil z výborne rozbehnutého vlaku.
Finančná podpora, ktorú schéma Návraty ponúkala, môjmu rozhodnutiu pomohla. No spočiatku som si naozaj kládol otázku, či má zmysel niečo štartovať niekde, kde neviem, či to bude docenené. Okrem peňazí však schéma ponúkla aj akýsi aspekt patričnosti. A ja som mal potrebu niekam patriť.
Ak máte prácu, môžete si kúpiť byt, dokonca aj dom v zahraničí. Ale to, čo je za plotom, nie je vaše. Keď niekde vyrastáte, poznáte aj to prostredie za plotom. Samozrejme, môžete ho spoznávať, aj keď ste starší, ale stále sa musíte niečo učiť, zisťovať, objavovať. Niekoho to baví celý život. Zistil som však, že ma to až tak nebaví a mám rád to, čo už poznám.
Doma ste dva roky. Ako sa vám darí?
Počas prvého roka prebehlo zoznamovanie sa so staronovým prostredím. Musím povedať, že som spokojný so schémou Ministerstva školstva, vedy, výskumu a športu Slovenskej republiky. Mal som finančnú podporu, ktorá mi dovolila byť do istej miery nezávislý. Vďaka nej som bol schopný vybudovať základnú štartovaciu infraštruktúru. Podarilo sa mi kúpiť výpočtový počítač, pomocou ktorého sme schopní vykonávať stredne náročné výpočty a ktorý používajú aj študenti. Aj vďaka tomuto štartu sa mi podarilo nadviazať ďalšie spolupráce.
Spomínali ste vystupovanie z dobre rozbehnutého vlaku v Regensburgu. Darí sa vám tento „slovenský vlak“ rozbehnúť tak, aby ste boli spokojný?
Snažím sa ho pomaly rozbiehať, hoci musím povedať, že sa občas stretnem s animozitami, ktoré sa snažím nesúdiť, ale pochopiť. Ľudia v slovenskej vede sú viac opatrní, akoby sa báli nových vecí a nových ľudí. Hoci ja som staronový. Možno je to tým, že sa cítia byť ohrození.
Okrem výskumu aj učím na univerzite. Do istej miery mi to bráni sa venovať vede na sto percent. No na druhej strane si uvedomujem, že je dôležité odovzdať, čo som sa naučil, a vychovať mladých tak, aby boli lepší, ako sme my.
