TÉMA: DEN VĚDY IV. Einsteinův zápisník ****************************************************************************************** * TÉMA: DEN VĚDY IV. Einsteinův zápisník ****************************************************************************************** Rozhovor s doc. RNDr. Milošem Rotterem, CSc., pracovníkem katedry fyziky nízkých teplot Ma fyzikální fakulty Univerzity Karlovy Naposledy se vracíme k tématu Den vědy na pražských vysokých školách 2008. Je to rozhovor hovořící o subtilních věcech, či spíše principech dotýkajících se nejhlubších zákonů příro Beseda s „vědou“ je přátelskou rozpravou, která může prohloubit vidění a perspektivy tohot odstín. Na otázky trpělivě odpovídal doc. RNDr. Miloš Rotter, CSc., pracovník katedry fyzi Matematicko-fyzikální fakulty Univerzity Karlovy. Když přijdu k vašemu stánku jako člověk se vzděláním v humanitních oborech a vidím už jen fyzikálních termínů, což je pro vás denní chleba, vzbuzuje to ve mně posvátnou hrůzu a úct bych to jen řekla, prostě jsem jinak orientovaná. Co si mám pod experimentem „Supravodivos magnetickém poli“ představit? Vysvětlete mi to, prosím, jako laikovi... Levitace je levitace, to je obecný, známý pojem, to je vznášení se. Třeba „Mohamed levituj nevím, jestli je to korektní politicky a nábožensky, ale je to tak, skutečně levituje. A levitujeme teď i my dva? My tedy teď nelevitujeme. Levitace se projevuje v některých případech a je to vždycky uměl Kouzelníci předvádějí, jak se levituje, ale k tomu mají různá zařízení, která jsou udělána nevidíte. My tady na stánku levitujeme na magnetickém poli - magnetické pole je docela dob aby nám levitaci umožnilo. A k tomu používáme supravodič, který má tu vlastnost, že v magn se chová podivně, tak jako se nechová žádný jiný materiál, on totiž ze sebe vytlačí siločá pole. A tohle vytlačení je vlastně silový projev. Deformace siločar vytváří to, čemu říkám tzn. rozdílné hodnoty v různých místech a ty působí silou. Síla působí na supravodič v mag nebo, jak to tady ukazujeme, na magnet nad supravodičem. Takže ten magnet nad supravodičem nebo naopak zase supravodič se vznáší nad magnetem. A to skutečně existuje, to tady ukážem velmi dobré magnety ze slitin neodymu, železa a bóru, které mají velké tzv. magnetické syc to silný permanentní magnet. Pod tím máme supravodič tzv. vysokoteplotní, kterému stačí te dusíku, který tady máme sebou, to je 77 Kelvinů nebo mínus 196 stupňů Celsia. On sám má tu které se stane supravodičem, je to tzv. Y-Ba-Cu-O - yttrium, baryum, měď, kyslík, tady mám to přesně je, tj. yttrium, baryum 3, měď 5, kyslík 7, mínus delta, a na tom delta záleží, bude supravodič, ale to už je technologická záležitost. Čili takováhle lisovaná pastilka s může projevovat levitací a to tady předvedeme. My to dokonce uděláme tak, že si vezmeme su druhu, který je ovšem masivní, má průměr asi 3 cm, teď je chladný, a máme tady také veliký magnetickou dráhu, magnety seřazené za sebou ... Nevcucne mi to foťák? Ne, ale nedávejte to blízko k něčemu kovovému, je to neřád, protože opravdu přitáhne kde c magnetů, všechny polarizovány, severním pólem například, směřují nahoru, a já na ně položí ochladím ho dusíkem a tím se stane supravodivým a projeví se vznášení, levitace. Mám tady ta mašinka bude nad supravodičem jezdit. Ahááá, tak to je tedy ten super moderní vlak jezdící na magnetickém polštáři? Ano, to se skutečně používá, v prezentaci mám ukázáno, jak takové skutečné, reálné, levita vlaky vypadají. Zkouší se to v Německu, Německo postavilo v Šanghaji trať mezi letištěm a která je v běžném provozu. V Japonsku to jsou zatím zkušební vlaky, které navazují na vyso vlaky Šikanzen, ale žádný není v trvalém provozu. Japoncům se podařilo získat rychlost 458 zatím nejvyšší dosažená rychlost levitačního vlaku. TGV jezdí podobnou rychlostí, ale na k levituje nad dráhou, což je vlastně kovový pás, a tam vytvářejí tzv. vířivé proudy svoje m Supravodivé magnety jsou ve vlaku, ty jednak nadnášejí, jednak stabilizují, a je tam pak l motor, který vlak táhne. Je to dost složitá technologie, kterou my ostatní přesně neznáme, řadě průmyslových tajemství, která se neukazují každému. Jaké jsou další možnosti průmyslové aplikace tohoto jevu kromě dopravy? U levitace další asi nejsou. Samotné supravodiče, jak je taky vidíme, vyrábí jedna česká f je další, americké firmě, která vyrábí tzv. centrifugy. To je zařízení, které se točí vyso používají to biologové, chemici, a supravodič nad magnetem se vznáší, čili nemá žádné třen může točit vysokou rychlostí. Na tom jsou centrifugy založeny a jsou velmi efektivní proti mít nějaká ložiska. Energie se samozřejmě spotřebovává míň, když není tření. Jinak tyto vy supravodiče slouží ke generaci magnetického pole. Ze samotných vysokoteplotních supravodič nedělají delší dráty, to je obtížné, ale umí se to udělat tak, že z toho jakési cívky vzni snesou vysoká pole, což nesnese každý materiál, stačí jim kapalný dusík pro chlazení. To j výhoda, je to mnohem lacinější než kapalné hélium pro jakýkoliv klasický supravodič a děla hlavně přívody ke klasickým magnetům. Takové magnety jsou dneska ze supravodiče ale kovové supravodiče z drátů niob-titanu, tak ty jsou použity v LHC (Large Hadron Collider), Velkém vstřícném urychlovači v CERNu, který byl uveden do provozu, kde jsou obrovské magnety, obr kvadrupóly, a jiné systémy. Jsou jich tam stovky a jsou tam použity stovky tun kapalného h to obrovské zařízení mimo naši představivost běžné laboratoře a tohle tam běhá a dosáhne s urychlovací energie. Očekává se, že se v interakci částic toho, co vytváří vnitřek, jádro něco nového. Vznikly tyto objevy a projekty, kterými se zabýváte, na přímou objednávku např. dopravního výrobce vlaků nebo jste bádali o tomto jevu nezávisle a pak jste měli určitý výstup, které průmyslová sféra? Samotný objev vůbec nebyl cílený, byl zcela obecný, fyzikální, základní, totiž zjistit, co vedením proudu ve vodiči, když ho ochladíme. Byly různé teorie, ale dokud nebyla nízká tep to dokázala experimentálně ověřit, tak teorie mohou být všelijaké, krásné, ale byly napros Zkapalnění hélia, které v r. 1908 po 25letém úsilí dokázal Heike Kamerlingh-Onnes - existe zemi byla tehdy známa pouze třináct let, předtím bylo objeveno na slunci -, umožnilo pokus k objevu supravodivosti ve rtuti. Tady máme obrázek, jak to vypadá, jak odpor rtuti klesne neměřitelnou hodnotu. Tehdy se usoudilo velmi moudře a prozíravě, že je to supravodivost, Představit si ve fyzice nulu je problém, vždycky je něco malého neměřitelného, ale toto je jediná nula ve fyzice, říká se. Čili tyto materiály najednou byly vhodné na to, aby se z n na vytváření silných magnetických polí. Ale ukázalo se, že to nejde, že supravodič, jakmil svoje magnetické pole, se taky sám zruší, v magnetickém poli prostě nemůže fungovat jako s šlo se dál, hledaly se další materiály, a to už byl cílený výzkum. A našly se slitiny, ze podařilo udělat dráty. Dneska jsou to ty dráty, které vytvoří třeba 7 tesla v CERNu, nebo hodnoty jsou 16 tesla, což je hrozně moc. Zemské magnetické pole jsou desetiny mili tesla. se používají pro spektroskopii jaderné magnetické rezonance, pro urychlovače, užívají se v rezonančních skenerech pro medicínu jako nebolavá, neškodná doplňková metoda rentgenu, kte mnohé věci, dokáže třeba přesně určit a rozlišit rakovinnou tkáň nebo léze, což rentgen ne "http://physics.mff.cuni.cz/kfnt/cs/vyuka/rotter/ScientiaMFF08.ppt"] Co ještě o supravodivosti nevíme a jaké změny ve společnosti způsobil nebo může způsobit v Především to není můj objev. My se na tom jen trošičku podílíme a bádáme o mikroskopických kterých jsem tady ani nemluvil, ale které jsou důležité proto, abychom to pochopili. Třeba tohoto vysokoteplotního supravodiče, jeho podstata, není pořád jasná. Léta na tom pracují tisíce laboratoří a výzkum spotřeboval už miliony dolarů, ale stále není jasné, jak to opr jak na sebe působí částice, elektrony s mřížkou. Rok 1908, kdy bylo získáno kapalné hélium byla objevena supravodivost, znamenal pro fyziku a pro vědu jakýsi mezník, protože to byla otevřít celou oblast výzkumu, ale zároveň vznikla v holandském Leidenu první laboratoř mod otevřená, vystavěná systematicky a průmyslovým způsobem, kde pracovali lidé z ciziny a výs publikovaly. Na univerzitě v Leidenu vznikla současně škola, kde se vychovávali foukači sk pro aparatury nesmírně důležité, technici na jemnou mechaniku, takže zároveň s nimi sdílel univerzitě tihle mladí muži, kteří se učili řemeslu, aby laboratoř měla k dispozici ty nej To je něco, na co se dneska nemyslí. Dneska se chce všechno koupit a dělat vědu tak, že ko a zmáčknu knoflík, pustím počítač a padají výsledky - ono to tak není. Zapomíná se na to, aby tady bylo zázemí, a oni to velmi dobře věděli. Čili to byl další mezník - uvědomění si doba, doba systematického výzkumu průmyslovým způsobem. V čem je dnešní věda jiná a v čem zůstává pořád stejná? Věda by v základech, tzn. v jistých etických principech, měla být pořád stejná. Pokrokem j technologie, informační otevřenost, poznatky se dneska šíří velmi rychle, je možnost rychl A věda na rozdíl od nevědy, neříkám zrovna pavědy, ona to může být paralelní věda, to obec nerozlišuje, je v tom, že se stále ověřuje a prověřuje. Přijdete s myšlenkou a buď o tom n pořádáte přednášky nebo školíte senzibily a předstíráte, že je to věda, ale to není věda. že se myšlenka publikuje, že se oponuje, že přicházejí další a pověřují, zda je to pravda vyvíjí se to. Vědecká pravda je vždycky relativní, my ji slavíme, dáváme Nobelovy ceny, al za čas někdo přijde s tím, že takhle přesně to není. Neříkáme, že Newton byl lhář, protože a ukázal, že je to jinak, Newtonova mechanika pořád platí až do jistých mezí, kdy nastupuj ideje. A přicházejí další lidé, kteří říkají: „Není to tak, Einstein neměl pravdu, je to t Jak, to dneska nevíme, zatím to nikdo nevyvrátil a všechno dobře funguje, pokud jsme schop Jsou to velmi jemné procesy. Myšlenky a teorie existují současně, dokonce i takové divoké éteru a potom teorie elektromagnetického pole, která ji vlastně vyvrátila - to nebylo tak, který celý život zasvětil éteru, potom upálil na hranici. On přispěl svým bádáním a výsled že někdo to shrnul a řekl: „Je to takhle!“ A na takového člověka se čeká. My, malí mravene hromadíme výsledky, publikujeme, vyrábíme a vymýšlíme aparatury, po nás je někdo převezme, výsledky nebo po nich pes neštěkne... prostě vytváříme takové zázemí, že pak někdo přijde se asi spletl, protože je to takhle. Musíme se na to podívat úplně jinak.“ Jsou věda a vědecké objevy věcí oné mravenčí práce, o které jste se zmínil, nebo spíš zále osobností jako byl Einstein a další? Nemůže být, protože těch je málo. Zrovna tak jako se kdysi nějaký novinář ptal Einsteina, ty velké ideje, jestli na to má nějaký zápisník. A on říká: „Těch velkých idejí, co člověk že si je pamatuje.“ Zmínil jste ještě další zajímavou věc a to je věda a etika. Z historie jsou známy případy vynálezů, to svědčí o tom, že člověk zřejmě morálně nedorostl vědeckým vynálezům. Jak se v zneužitím bránit? Těžko, protože vy musíte být otevření, vy to musíte dát k dispozici. Někdy měli vědci stra co se s jejich objevem může stát, typická je řetězová reakce a atomová bomba, a začali výz Ale ten zbrzdit nelze, v určité fázi se jim už vymyká. Vědci pracovali na tom, aby jev poz popsali a viděli, jaká to má úskalí, ale oni sami bombu nestavěli - když vybuchla, byli šp co to způsobili. Ale kdyby to neudělali oni, za pět let by na to přišel někdo jiný. Tehdy na atomovou bombu nepřišli Němci dřív než spojenci, a pak zase dřív než Sovětský svaz, ale dohnali a snažili se Západ předehnat, v tom už ale vědci neparticipují. Prolínání vědy a politiky  - je to něco, čemu se nedá vyhnout? Nedá se tomu vyhnout, ale věda má štěstí v tom, že jí politici tolik nerozumějí a nemůžou vrtat jako třeba do kultury. Kultuře každý politik rozumí nesmírně a vždycky poradí, jak t má malovat, jak se má psát, jaké filmy točit. I pedagogice rozumí každý, ale před vědou ma což je na jednu stranu škoda, protože to třeba odrazuje lidi, kteří by mohli něco pro vědu nepotřebuje jenom geniální mladé lidi, ze kterých vyroste třeba Einstein, abych to přehnal i ty mravenečky, kteří budou vědu s námi dělat, budou nám pomáhat a převezmou to po nás. A lepší než my - to je vždycky potřeba, aby nás přerostli a dovedli poznání dál. Věda je mez celý komplex - říká se: česká věda... a jak je na tom česká věda a tak dál..., ale je to č hoch odjede do Los Alamos a tam pár let bádá a pak se sem vrátí, tady novou metodu zavede Je to česká věda nebo americká? Věda je prostě mezinárodní a vy poznání dáváte v plen a mu Samozřejmě, někde mohou být nějaké zábrany třeba vojenský výzkum a podobně, ale to se podr nakonec se vědění stejně stane věcí veřejnou. A my jsme jako Univerzita Karlova veřejnou s vědu dělat a děláme ji rádi. Co víc obohacuje lidský život - věda nebo umění a kultura? Oba tyto póly lidského ducha zk principy a dospívají k podobným závěrům... Podobnost je jistě v tom, že to dělá pořád člověk, jeho mysl. A člověk potřebuje nejen věd pro materiální blaho, protože z ní vznikají podmínky pro život. Můžeme si říkat, že se nav ale navracet se k ní budeme v oblečení, které bylo vyrobeno průmyslově, a v automobilech p prostě je to falešné, nemůžeme říct, že nepotřebujeme průmysl. Vědu potřebujeme zcela jist zneužít. Duchovní nadstavba ať věda nebo umění tady pořád je a obhospodařuje jinou stránku se může, a u jistých osobností to tak vždycky bylo, snoubit věda s vírou - Einstein, Gryga jsou lidé, kteří jsou hluboce věřící a zároveň špičkoví vědci, zcela racionální, čili věda spolu hádat, může to jít dohromady, a věda do těchto oblastí neleze. Už nevím, koho se jed ptali, jakou v tom jeho vesmíru hraje roli Bůh? A on řekl: „Víte, s touhle hypotézou jsem Pane docente, děkuji za rozhovor. doc. RNDr. Miloš Rotter, CSc., pracovník katedry fyziky nízkých teplot Matematicko-fyzikál Univerzity Karlovy doc. RNDr. Miloš Rotter, CSc. předvádí experiment supravodivosti - levitace v magnetickém VŠE, Praha, 21. 11. 2008 (Marie Kohoutová)