ELEARNING.SK | PR SPRÁVY | GSGROUP | NAJDES.SK | BRIGÁDY, PRÁCA | GLOBALOFFICE.SK | REGISTRAČNÉ VIRTUÁlNE SÍDLO FIRMY | MINCE | CMS | ESHOP | TESTIVA
Prihlásenie:
>Staňte sa redaktorom eQuark.sk

eQuark.sk

Anketa

Ak by ste o tom mohli rozhodnúť práve vy, zaradili by ste Pluto opäť medzi planéty?

Quark

Šťastie praje pripraveným

7.2.2008 09:18:52 | * q
| Počet zobrazení: 3529x

Rozprávame sa s RNDr. Jozefom Kačmarčíkom, PhD., ktorý v roku 2006 dosiahol najlepšie výsledky v medzinárodnej spolupráci.

Vedecký pracovník Centra fyziky veľmi nízkych teplôt Ústavu experimentálnej fyziky SAV v Košiciach RNDr. Jozef Kačmarčík, PhD., získal titul Vedec roka SR 2006 za výsledky v medzinárodných projektoch. V rámci medzinárodného projektu Supravodivosť v diamante sa spolu s francúzskymi vedcami Laboratória pre výskum elektronických vlastností tuhých látok pri CNRS z Grenoblu podieľal na dosiahnutí supravodivosti v kremíku, čo opísali v najprestížnejšom vedeckom časopise Nature.

 

Najprv si povedzme, čo je vlastne supravodivosť.
Supravodivosť je fyzikálny jav, pri ktorom materiál stráca elektrický odpor a vytláča zo svojho vnútra magnetické pole. Pod istou kritickou teplotou sa elektróny v supravodiči pospájajú do tzv. Cooperových párov, ktoré vytvoria koherentne zladený celok, a umožnia tak vedenie elektrického prúdu bez akýchkoľvek strát. Je to čisto kvantový efekt, nemožno ho teda vysvetliť nejakou idealizáciou perfektnej elektrickej vodivosti v klasickej fyzike. Trvalo takmer 50 rokov, kým sa mechanizmus supravodivosti podarilo nájsť a objasniť existenciu nulového odporu a dokonalého diamagnetizmu (vytláčania magnetického poľa z objemu). Teória supravodivosti sa považuje za jeden z vrcholných intelektuálnych výtvorov ľudstva. Supravodiče nie sú len podivné hračky fyzikov, ale majú množstvo konkrétnych aplikácií. Cievky navinuté zo supravodiča môžu viesť vysoké prúdy, a tak generovať vysoké magnetické polia potrebné napr. v lekárskych tomografoch alebo v magneticky nadnášaných vlakoch. Stavba najväčšieho urýchľovača elementárnych častíc v európskom centre CERN v Ženeve by sa nezaobišla bez gigantických supravodivých magnetov.

Čo by jej využitie mohlo znamenať?
Široké využitie supravodivosti by znamenalo prevrat v mnohých oblastiach techniky. Možností je veľa, či už silnoprúdových alebo slaboprúdových. Od superrýchlych supravodivých prechodov, základu budúcich počítačov, cez ultracitlivé magnetometre, mikrovlné filtre do mobilnej siete, či zariadenia pre magnetické tienenie ponoriek až po vysokoprúdové transformátory, zásobníky čistej elektrickej energie, supravodivé magnety pre zariadenia na jadrovú syntézu... Tieto aplikácie už existujú, ich využitie je však zatiaľ relatívne nákladné.

Skúmali ste supravodivosť v kremíku. Ktorá bola prvá pokusná látka?
Objavenie supravodivosti nasledovalo po úspešnom skvapalnení hélia začiatkom minulého storočia. V roku 1911 použil Kamerling Onnes hélium (s teplotou varu -269 ºC , resp. 4,2 kelvinov) ako chladiace médium pri meraní elektrického odporu čistej ortuti. Elektrický odpor v blízkosti tejto teploty náhle poklesol na nemerateľnú hodnotu. Tento jav neskôr nazvali supravodivosť. Limitujúcim faktorom použitia supravodičov sú však nízke teploty, kde tento jav funguje. Preto sa neustále hľadajú nové materiály, ktoré by boli supravodivé pri technologicky a ekonomicky prijateľnejších teplotách. V súčasnosti sa najviac využívajú zliatiny nióbu a titánu, resp. nióbu a cínu, ktoré síce vyžadujú chladenie kvapalným héliom, ale znesú vysoké magnetické polia a vysoké hodnoty elektrického prúdu. V osemdesiatych rokoch minulého storočia sa výskum v tejto oblasti významne posunul vďaka objavu tzv. vysokoteplotnej supravodivosti. Tento typ supravodičov, ako už napovedá ich názov, funguje pri omnoho vyšších teplotách, a preto na ich chladenie stačí lacný kvapalný dusík. Ich použitie je však technologicky náročné, pretože majú keramický charakter a sú ťažko opracovateľné. Novou alternatívou, ktorá v sebe spája mnohé výhody vysokoteplotných supravodičov a klasických supravodivých zliatin, je diborid horčíka. Tento materiál má dvakrát vyššiu kritickú teplotu prechodu ako zliatiny nióbu a cínu. Navyše je to klasický kov s dobrými mechanickými vlastnosťami. Nemôže síce pracovať pri takých „extrémne vysokých“ teplotách ako rekordné supravodiče na báze oxidov medi (súčasný rekord je 150 K, asi -120 ºC, čo možno jednoducho získať v parách tekutého dusíka), ale pod kritickú teplotu 40 K, pri ktorej je supravodivý, ho možno chladiť dnes prístupnými elektrickými chladičmi. Takýto systém fyzici intenzívne, ale neúspešne hľadali vyše 40 rokov.

V čom je významné postavenie kremíka?
Kremík je po kyslíku druhým najviac zastúpeným prvkom v zemskej kôre. Popri oceli, skle a betóne je najdôležitejším technickým materiálom súčasného sveta. Je to najznámejší polovodič, tvorí základ všadeprítomnej elektroniky a informačných technológií. Hoci tu supravodivosť zatiaľ funguje len pri veľmi nízkych teplotách, prísľubom je možnosť využiť výhody mikroelektronických postupov vyvinutých práve na kremíku.

Aký bol konkrétny výsledok vášho doterajšieho výskumu supravodivosti v kremíku?
Podstatným prínosom tohto výskumu je metóda dopovania kremíka bórom, ktorá umožnila dosiahnuť koncentrácie bóru na úrovni niekoľkých atómových percent. Ide o špeciálnu laserovú techniku. Ukázali sme, že pri dostatočnej koncentrácii bóru prechádza kremík pre teplote -272,8 ºC (0,35 K) do supravodivého stavu. Mojou úlohou v tomto projekte bolo pripraviť nízkoteplotné experimenty a merať rôzne fyzikálne charakteristiky tohto materiálu.

Prečo bolo centrum medzinárodného projektu práve v Grenobli?
Tento projekt sa realizoval v spolupráci výskumných skupín z Paríža, Lyonu a Grenoblu. Syntéza vzoriek prebiehala v Paríži, teoretické výpočty v Lyone a experimentálne centrum projektu bolo v Grenobli.

Ako ste sa stali členom výskumného tímu?
Počas jedného z mojich pobytov v laboratóriu vysokých magnetických polí v Grenobli sa mi naskytla možnosť spolupracovať s vedcami z Laboratória pre výskum elektronických vlastností tuhých látok pri CNRS, čo je francúzska obdoba SAV. Prizvali ma do svojho tímu ako odborníka na štúdium nových vzoriek rôznych materiálov pri nízkych teplotách.

Vaša práce na experimente sa obmedzovala len na pôsobenie počas pobytu v Grenobli, alebo ste časť svojich úloh mohli robiť aj v Košiciach?
Väčšina projektu sa realizovala v Grenobli. Časť meraní pri veľmi nízkych teplotách sa však urobila aj na našom pracovisku Centra fyziky nízkych teplôt v Košiciach. Naše oddelenie totiž disponuje unikátnou aparatúrou umožňujúcou dosahovať ultranízke teploty. Podobných zariadení je na svete asi dvanásť.

Dajú sa svojím vybavením a veľkosťou porovnať ústavy v Grenobli a v Košiciach? Čo Košiciam najviac chýba?
Samozrejme, nedajú, v Grenobli je koncentrovaných viacero významných národných a nadnárodných výskumných ústavov. Podmienky na vedeckú prácu na Slovensku sa začali zlepšovať, finančná podpora zo slovenských a európskych projektov nám umožňuje rozširovať experimentálnu bázu, budovať unikátne aparatúry a zavádzať nové metodiky výskumu. Pri spolupráci na medzinárodných projektoch máme čo ponúknuť, sme plnohodnotnými partnermi vedcom zo svetových laboratórií. Mrzí ma však, že na Slovensku v poslednej dobe silnejú snahy znižovať význam základného výskumu na úkor aplikovaného – je potrebné si uvedomiť, že aplikovaný výskum stavia na výsledkoch práve základného výskumu.

Napriek rozdielom vo vybavní však Centrum fyziky nízkych teplôt patrí k medzinárodne uznávaným výskumným pracoviskách. Ktoré výsledky patria k najvýznamnejším?
Centrum fyziky nízkych teplôt v Košiciach je jedným z mála pracovísk vo svete a jediným v strednej Európe, ktoré pokrýva rozsah teplôt už od 50 milióntin stupňa nad absolútnou nulou. Aj pri nízkom rozpočte v minulých rokoch sme dosahovali výsledky, ktoré pravidelne zverejňovali renomované fyzikálne časopisy v zahraničí. Okrem toho naše oddelenie mnoho rokov úspešne spolupracuje s viacerými svetovými laboratóriami. Jedným z najvýznamnejších výsledkov nášho ústavu za posledných niekoľko rokov bolo experimentálne potvrdenie dvojmedzerovej supravodivosti v diboride horčíka (MgB2). Táto práca sa stretla so značným ohlasom, do dnešného dňa je na ňu viac ako 250 citácií. Okrem iného nám priniesla pozvania na významné svetové konferencie.

Dosiahnutý výsledok v supravodivosti v kremíku sa považuje za prelomový. U nás sa často očakáva, že v takomto prelomovom prípade budú stáť pred vaším pracoviskom a pracoviskami ďalších členov tímu húfy podnikateľov, ktorí ho budú chcieť ihneď využiť. Stalo sa vám to?
Sme ešte len na začiatku cesty využitia tohto nového poznatku. Kritická teplota, pod ktorou v dopovanom kremíku funguje supravodivosť, je zatiaľ príliš nízka pre konkrétne využitie. V súčasnosti sa však vývoj intenzívne zrýchľuje a nie je vylúčené, že v priebehu niekoľkých rokov budú nasledovať reálne aplikácie. Prvý krok sme už urobili.

Takže možno povedať, že váš výsledok z hľadiska praxe možno zaradiť ešte niekde do oblasti science-fiction s konkrétnym využitím možno až o desiatky rokov.
Základným výskumom kladieme základ budúcim aplikáciám, ktoré nie sú také vzdialené, ako by sa zdalo. Ako príklad opäť uvediem diborid horčíka. Po objavení supravodivosti v MgB2 v roku 2001 nasledovalo niekoľko rokov intenzívneho výskumu a dnes sa už tento materiál používa v lekárskych tomografoch.

Získali ste významné vedecké uznanie. Neláka vás to odísť pracovať do zahraničia?
Medzinárodná spolupráca mi umožňuje navštevovať zahraničné laboratóriá, čo je pre moju prácu priam nevyhnutné, no dlhodobo pracovať v zahraničí ma neláka. V Košiciach mám vynikajúce pracovné podmienky a je tu skvelý kolektív.

Svojím vekom 35 rokov patríte medzi mladých vedcov. Čo by ste odkázali tým, ktorí sa ešte len rozhodujú o svojej kariére? Oplatí sa venovať vede, a dokonca takej, ktorej výsledky uzrieme až oveľa neskôr?
Práca vo vede je kreatívna a dynamická, obohacuje človeka o špecifický spôsob myslenia. Je to však beh na dlhé trate. Aby ste niečo dosiahli, musíte sa dlhé roky neustále snažiť. A mať tak trochu šťastie..., ale ako sa vraví, šťastie praje pripraveným.

Pripravil MARIÁN BABIC

Zdieľaj článok
 
Hodnotenie: 2,87
Príspevok na titulke

Vyberte článok na titulku kliknutím na linku

 

www.brigada.sk - brigády, brigáda, práca, zamestnanie www.najdes.sk - katalóg, portál, vyhľadávač www.equark.sk - veda, výskum, technika www.uvery.sk - úvery, pôžičky, hypotéky www.elearning.sk - elearning, LMS, vzdelávanie, kurzy, elektronické vzdelávanie www.globaloffice.sk - registračné sídlo, virtuálna adresa a kancelária www.globalhosting.sk - domény, doména, webhosting, hosting www.globalweb.sk - CMS, WCMS, redakčný systém, publikačný systém www.globalshop.sk - internetový obchod, eshop, e-commerce Global Services Slovakia s.r.o. - www.gsgroup.sk, informačné systémy, portálové riešenia, intranety, web dizajn

Generuje redakčný CMS systém GlobalWeb spoločnosti Global Services Slovakia s.r.o.