Grant JUNIOR STAR podpoří i trojici fyziků

18. listopadu 2020

Mimořádný úspěch zaznamenala Matematicko-fyzikální fakulta UK v prvním ročníku soutěže JUNIOR STAR. Prestižní grant od Grantové agentury ČR získali také tři zástupci fyzikální sekce. Josef Stráský, Ondřej Chrenko a Petr Čermák se ve svých projektech zaměří na výzkum slitin, původu exoplanet a nových stavů v materiálu.

Granty JUNIOR STAR jsou určeny mimořádně nadaným mladým vědcům, kteří maximálně před osmi lety dokončili doktorát. Ti mohou na své pětileté projekty z oblasti základního výzkumu získat až 25 milionů korun. Do prvního ročníku soutěže se přihlásilo celkem 355 projektů, 30 z nich získalo financování. Matfyz má mezi úspěšnými žadateli hned čtyři zástupce, vedle matematika Vítězslava Kaly jsou tři z nich z fyzikální sekce.

Projekt dr. Josefa Stráského Transformation induced plasticity in titanium alloys and high entropy alloys je zaměřen na výzkum nových kovových materiálů. Patří mezi ně slitiny s vysokou entropií (High Entropy Alloys; HEA), které se vyznačují výjimečnými fyzikálními vlastnostmi, jako je například vysoká pevnost či odolnost vůči teplotám. V rámci projektu bude studován jev zvaný transformačně indukovaná plasticita (TRIP). Jde o fázovou transformaci (přechod z jedné krystalové struktury do druhé) vyvolanou mechanickým zatížením, v důsledku které materiál získává vyšší plasticitu. „TRIP efekt byl prozkoumán v řadě materiálů včetně slitin titanu, ale v případě slitin s vysokou entropií dosud studován nebyl,“ říká dr. Stráský, který kromě fyziky vystudoval také ekonomii, a nyní působí jako odborný asistent na Katedře fyziky materiálů.

Vyvíjené materiály by měly vykazovat zejména dobrou kombinaci vysoké pevnosti a dobré tvárnosti. Zatímco slitiny titanu se využívají v leteckém průmyslu a pro výrobu implantátů v medicíně, slitiny s vysokou entropií se zatím v praxi neobjevují. „Potenciál pro využití vyvíjených materiálů spatřuji zejména v extrémních podmínkách – vysoké teploty, chemicky agresivní prostředí, velké mechanické namáhání. Může se jednat kromě leteckého průmyslu a raketové techniky o nové generace jaderných reaktorů či fúzní energetiku,“ nastiňuje možné aplikace svého výzkumu dr. Stráský.

Dr. Ondřej Chrenko uspěl s projektem Hydrodynamic interactions of planets with protoplanetary disks and the origin of close-in exoplanetary systems. V rámci něj bude studovat hydrodynamické a gravitační interakce planet s jejich zárodečným plynoprachovým diskem. V důsledku těchto interakcí mohou planety migrovat, tedy měnit svoji vzdálenost od mateřské hvězdy ležící v centru disku. „Cílem projektu je popsat procesy, které vedly ke vzniku soustav exoplanet s krátkou oběžnou dobou. Takové exoplanety obíhají v těsné blízkosti svých mateřských hvězd, často blíže než například Merkur kolem Slunce, a díky svým typickým hmotnostem jsou označovány jako superzemě nebo minineptuny,“ přibližuje dr. Chrenko.

Součástí projektu bude také vývoj počítačového modelu pro simulování migrace planet na přístrojích Národního superpočítačového centra IT4Innovations. Výsledky výzkumu dr. Chrenka pak pomohou určit, zda dané exoplanety doputovaly na své oběžné dráhy v důsledku migrace, nebo zda se již v blízkosti těchto drah utvářely. „To jsou poznatky, které úzce souvisí s otázkou, kolik planet vhodných pro vznik života může teoreticky existovat v naší galaxii,“ dodává devětadvacetiletý vědec, který v loňském roce na Matfyzu obhájil doktorát a teď pracuje na Astronomickém ústavu UK.

Projekt dr. Petra Čermáka MaMBA: Magnetoelastic Materials beyond Born-Oppenheimer Approximation je zaměřen na výzkum nových stavů v materiálu. Tematicky navazuje na jeho pobyt v Mnichově, během kterého se jeho týmu podařilo nalézt nové hybridní stavy v látce, vznikající na základě interakce těžkých atomových jader s lehkými elektrony okolo nich. „Projekt si klade za cíl ukázat, že tyto stavy existují v celé řadě materiálů, pouze však nebyly dosud pozorovány,“ říká dr. Čermák, který se po svém pětiletém působení v Německu vrátil v roce 2018 do Česka a od té doby pracuje v laboratoři MGML (Material Growth & Measurement Laboratory).

Podpořený projekt je mimo jiné unikátní tím, že propojuje několik oblastí vědy, mimo fyziků se do něj zapojí také experti na robotiku a umělou inteligenci. „Zmíněné jevy je extrémně obtížné změřit. Potřebujeme výkonný neutronový zdroj a dostatečně velký vzorek. K automatické výrobě těchto vzorků vyvineme unikátní zařízení na uspořádávání malých krystalů, které bude znamenat revoluci v přípravě neutronových experimentů,“ líčí přednosti svého výzkumu talentovaný vědec.

Všichni tři mladí fyzikové hodlají na Matfyzu založit vlastní výzkumné skupiny, do kterých chtějí přizvat nejen studenty, ale také experty ze zahraničí. „Díky grantu bude moci na Astronomickém ústavu vzniknout nezávislá vědecká skupina zabývající se hydrodynamikou a vznikem planet, čímž se mimo jiné obohatí portfolio témat dostupných studentům astronomie a astrofyziky,“ říká dr. Chrenko.

Jeho kolega dr. Čermák shání do týmu studenta informatiky, jehož úkolem bude naprogramovat robotickou ruku. Na Matfyz chce také přivést vědce a vědkyně ze západní Evropy.

Dr. Stráský pak dodává, že pětiletý projekt zajistí finanční stabilitu nejen jemu, ale také jeho kolegům, včetně doktorandů: „Vůbec nejdůležitější je, že financování projektu umožní mým současným doktorandům zůstat na Katedře fyziky materiálů za důstojných finančních podmínek i po úspěšném dokončení doktorského studia.“

OPMK

 

Univerzita Karlova, Matematicko-fyzikální fakulta
Ke Karlovu 3, 121 16 Praha 2
IČ: 00216208, DIČ: CZ00216208