Někteří vědci nás od bádání odrazovali, říká průkopník elektronové mikroskopie

Brno - Ústav přístrojové techniky ve středu představil nový elektronový mikroskop. Otevření se zúčastnil česko-britský vědec a profesor Ondřej Křivánek, který patří mezi průkopníky v oblasti moderní elektronové mikroskopie. „Přes nepřízeň se nám podařilo uspět," uvedl. V rozhovoru dále popisuje, proč zůstal ve Velké Británii a co jej přivedlo k elektronové mikroskopii.

Vaše práce na odstranění optických vad zásadně změnila nejen elektronovou mikroskopii. V čem spočívá její největší přínos?

Dřívější mikroskopy dokázaly rozlišit detaily zhruba do velikosti dvou angstromů, tedy dvou desetin nanometru, což je ale těsně pod hranicí, kdy už lze vidět jednotlivé atomy. Když jsme opravili optické vady, představte si to jako nasazení brýlí mikroskopu. Překročili jsme pomyslnou hranici a prostorové rozlišení se dvaapůlkrát zlepšilo. Všechny vzorky byly najednou jasné. Bylo to, jako kdyby se zvedla mlha, která dosud zahalovala mikrosvět.

Jak si má laik optickou vadu představit?
Dobrý příklad je Hubbleův vesmírný dalekohled. Když ho vypustili do vesmíru, měl chybu v zrcadle, které se říká sférická aberace. Dalekohled pak pořizoval podobně kvalitní snímky, které si s nadsázkou můžete udělat na zahradě s amatérským teleskopem. Vědci následně chybu vyrovnali speciálním optickým zařízením a teleskop pořizoval ostřejší snímky.

V čem byl obraz po odstranění chyby jiný?

Projevilo se to například u malých hvězd, které na snímcích vystouply.

Liší se korekce optických vad v dalekohledech od mikroskopů?

Princip v elektronových mikroskopech je v podstatě stejný. Bez odstranění vad by atomy prvků nebyly dostatečně ostré a spolehlivé.

Expert mi říkal, že pohřbím svou kariéru

Kdy jste sestrojili první funkční korektor?

První jsme vyrobili a dali do provozu v roce 1997. Na něm jsme se učili, co je důležité. Dnes máme třetí generaci korektoru, která již funguje bez závad.

Taktéž jste se podílel na rozvoji spektroskopie, oboru fyziky, který se zabývá studiem interakce světla s látkou. Čeho jste dosáhli v této oblasti?

Podařilo se nám asi stokrát zpřesnit měření energie elektronů. Otevřely se nám úplně nové směry ve vědeckém bádání.

Jakým výzvám jste ve výzkumu čelil?

Někteří experti na elektronovou optiku nám říkali, že tak podstatné zlepšení energetického rozlišení, jaké jsme plánovali, nebude fungovat. Když jsem se zabýval korekcí, problémem starým přes padesát let, jeden profesor ze Stanfordu mi říkal, že pohřbím svou kariéru.

Neměl jste pochybnosti, zda v bádání pokračovat? Hodně lidí by to odradilo.

Na jejich slova jsem se usmíval a říkal jsem, že pokud se nám to povede, bude to senzace. Pokud ne, nevadí, neboť každý experiment jako všechno v životě nemusí vyjít. My jsme jim však ukázali, že to dokážeme. Po letech přiznali, že se mýlili, a společně jsme se tomu zasmáli.

Kde se tyto technologie, které jsou dnes součástí mikroskopů, užívají v praxi?

Jejich využití se najde v mnoha oblastech biologie, materiálové vědy a kovů. S jejich pomocí se například může měřit teplota místa na vzorku s rozlišením jednoho nanometru.

Okupace Československa změnila směr mého života

Jste pražský rodák, který uspěl ve světové vědě. Jak jste se vůbec dostal do Velké Británie?

V Československu jsem dokončil střední školu. Měl jsem dále studovat na  Matematicko-fyzikální fakultě na Univerzitě Karlově v Praze. O prázdninách roku 1968 jsem odjel na šest týdnů do Anglie, abych se procvičil v angličtině. Ale po třech týdnech jedno ráno Československo obsadila vojska Varšavské smlouvy.

Rozhodl jste se okamžitě, jak jste se dozvěděl o okupaci, nebo jste uvažoval o  návratu?

Tenkrát jsem nesledoval politiku, ale když jsem jel vlakem do ciziny směrem na západ, otec mi říkal: „Jestli sem přijdou Rusové, tak se nevracej." O tři týdny později se tátova slova naplnila. Kdybych se vrátil do Prahy, tak bych už bych neměl šanci vycestovat.

Byl jsem mladý a nebál jsem se. Zůstal jsem tedy v Anglii s tím, že se do vlasti jednoho dne vrátím. Okupace Československa mi vlastně změnila směr života.

Vraťme se ještě zpátky k vaší vědecké kariéře. Co vás přivedlo k elektronové mikroskopii?

Po studiu na Univerzitě v Leedsu jsem dostal místo na Cambridge, kde jsem se zapojil do špičkového výzkumu. V doktorském studiu jsem aplikoval elektronovou mikroskopii na zajímavý problém v polovodičích, z nichž se dělaly sluneční baterky. Pomocí mikroskopie jsem sledoval jejich strukturu.

Při výzkumu jsem se naučil hodně mikroskopie a nadchlo mě to. Navázal jsem na to v kalifornské Univerzitě v Berkeley, kde jsem se pustil do vývoje spektrometru, i když jsem s tím neměl zkušenosti. Vtáhlo mě to a ukázalo se, že to byla správná volba.

Co byste dnes poradil mladým vědcům?

Dělejte to, co vás láká a baví. Rozhodnutí je jen na vás. Nenechte se odradit názory etablovaných odborníků. Pokud říkají, že něco není možné, nebojte se prezentovat své vlastní názory a jít si za svým. Tak jsem to měl alespoň v životě já.

Ondřej Křivánek

• průkopník moderní elektronové mikroskopie
• spoluautor korektorů vad elektronové optiky
• držitel Kavli Prize za inovace v atomovém rozlišení elektronové mikroskopie
• získal doktorát ve fyzice z Cambridgeské univerzity
• v současnosti působí jako Affiliate Professor na Arizona State University.