„Na to, abyste dělali částicovou fyziku na světové úrovni, nemusíte být nutně geniální,“ říká Češka, která na britské Imperial College zkoumá počátky vesmíru

Co vás motivovalo k tomu jít na vysokou školu v zahraničí?

V zásadě jsem to jenom chtěla zkusit. Původem jsem z malého města v Podkrkonoší, studovala jsem v Hradci Králové a z mojí střední školy víceméně nebyla tradice chodit na vysokou školu do zahraničí, jako je tomu třeba v Praze. Kromě toho jsem měla zadní vrátka: tady v Česku už jsem byla přijatá na medicínu, to byla má alternativa, pokud bych se nedostala do zahraničí – a pokud bych následně nezískala stipendium od Kellnerovy nadace.

Pak se to ale všechno nějak sešlo a klaplo přijetí i stipendium. Já jsem vždy věděla, že chci dělat výzkum, nejvíce mě bavila fyzika a chemie, a proto jsem se rozhodla přihlásit na přírodní vědy v Británii – nebyla jsem v té době úplně rozhodnutá, co přesně chci studovat, jestli více chemii, nebo fyziku.

Zásadní pro mě byla možnost dělat výzkum – a na univerzitách, na které jsem se hlásila, tato možnost byla už od začátku studia.

Zároveň při tom řeším problémy, které dalece přesahují běžný, každodenní, rutinní svět. Částicová fyzika, kterou se zabývám, chce primárně zodpovědět otázku, jak vznikl vesmír. A to se mi na tom strašně líbí – že to přesahuje každodennost a dívá se do budoucnosti, ale zároveň vlastně i do minulosti. Kromě toho mi vyhovuje i akademické prostředí, je strašně svobodné.

Anežka Klustová

alumni projektu Univerzity

Hrála ve vašem uvažování i prestiž zahraničních univerzit?

Záleží, s čím srovnáváte. Kdybych se nedostala na jednu z nejspíš nejprestižnějších britských univerzit, ani by mě nenapadlo utrácet téměř milion korun za studium v Británii, pokud bych mohla studovat na Univerzitě Karlově medicínu zdarma.

Co vás na kariéře v akademické sféře láká?

Mě baví to, že každý den je o něčem jiném. Zároveň při tom řeším problémy, které dalece přesahují běžný, každodenní, rutinní svět. Částicová fyzika, kterou se zabývám, chce primárně zodpovědět otázku, jak vznikl vesmír. A to se mi na tom strašně líbí – že to přesahuje každodennost a dívá se do budoucnosti, ale zároveň vlastně i do minulosti. Kromě toho mi vyhovuje i akademické prostředí, je strašně svobodné.

Když se v laickém prostředí řekne vědec a fyzika, řadě lidí naskočí jméno seriálové postavy Sheldona Coopera. Jak velká je v jeho postavě nadsázka?

Je fakt, že v akademickém prostředí najdete lidi podobné Sheldonovi asi více než jinde. Přesto je to strašlivá nadsázka. A osobně si myslím, že člověk, aby se věnoval částicové fyzice na světové úrovni, nemusí být geniální. Musí být zapálený pro to, co dělá, musí pochopitelně vystudovat a hodně o našem oboru číst. A nějaká inteligence tam asi hraje roli, ta role je ale menší, než si většina lidí myslí. Vůbec to není o tom, jestli je člověk geniální, nebo ne.

Jak náročná ta práce je?

Aby člověk byl úspěšný, musí se v hodně věcech uskromnit. U vědecké dráhy je hranice mezi work-life balance strašně tenká. Je úplně normální, že člověk má schůzky v osm večer nebo ve čtyři ráno, podle různých časových zón, případně někam odjede na měsíc, na dva. Je tak hodně důležité mít správě nastavený time management.

Zkoumání počátků vesmíru

Váš výzkum se věnuje neutrinům. Můžete jej přiblížit?

Neutrino je fundamentální částice, stejně jako elektron nebo mion. Je na nich zajímavé to, že podle standardního modelu částicové fyziky, takové fyzikální ústavy, která popisuje všechny síly a všechny částice ve vesmíru, se hrozně dlouho předpokládalo, že by neutrina neměla mít žádnou hmotnost. A všem to přišlo úplně normální a ten standardní model bez problému platil asi 40 let.

Jenže pak jsme zjistili, že neutrina oscilují, a pokud vznikne neutrino, které je partnerem elektronu, a my jej po čase zachytíme, nedetekujeme neutrino elektronu, ale například mionové neutrino. A to byl game-changer. Právě tento jev nám ukázal, že neutrina musejí mít nějakou hmotnost – byť je ta hmotnost skutečně velmi malá.

Kdy k tomu objevu došlo?

Fyzici na to přišli okolo přelomu tisíciletí. Jedním z velkých zdrojů neutrin je naše Slunce, které produkuje elektronová neutrina. A my umíme vypočítat, kolik by jich mělo produkovat i kolik bychom jich měli naměřit. Ovšem v realitě jsme jich během experimentů zachytili mnohem méně, než jsme měli. Až se posléze ukázalo, že pokud se všechny typy neutrin smíchají, tak to vyjde, byla za to udělena i Nobelova cena za fyziku.

Proč je to, že neutrina mají hmotnost, důležité?

Protože to úplně změnilo ten standardní fyzikální model, tu „teorii všeho“. Nějaká hmotnost neutrin v ní totiž nebyla započítaná, přitom do té doby nás všechny fyzikální experimenty ujišťovaly, že ten model, ta fyzikální ústava, je perfektní. Tohle ale byla jedna z velkých věcí, která s modelem nesouhlasila. Nyní tak máme novou záhadu v otázce, jak je vlastně možné, že neutrina hmotnost mají – a to je část toho, čím se zabývám.

Můžete to rozvést?

Problém je, že neutrina s běžnou hmotou moc nereagují, a je tak velmi těžké je detekovat. To je důvod toho, proč úplně nerozumíme všem jejich interakcím, jak přesně ta neutrina reagují s hmotou. Rozvedu to. Hmota je složená z atomů, ty pak mimo elektronů z protonů a neutronů. Neutrino, podle toho, jakou má energii, může interagovat buď s atomem, anebo může jít dovnitř a může interagovat s protonem či neutronem. Anebo může jít ještě dále, dovnitř do toho protonu a neutronu, a tam interagovat například s nějakými kvarky.

Všechny tyto interakce se ale dějí uvnitř atomu či jeho jádra a my na ně nevidíme. Částice, které se během té interakce vytvoří, se musejí nejdřív dostat ven z toho jádra či z toho atomu, a až poté je můžeme měřit. Jenže než se z atomu či jeho jádra dostanou ven, může se tam stát spousta věcí, které nevidíme.

Pomáhají porozumění částicové urychlovače, jako například ten v CERNu?

Bez nich by to zkoumání bylo o dost složitější, neměli bychom totiž neutrina, která jsou dostatečně energetická a ani bychom jich neměli tolik, abychom je vůbec mohli detekovat. A právě o to se v dnešní době snažíme: mít těch interakcí co nejvíce, abychom mohli s co největší mírou přesnosti říct, co se při nich vlastně děje. A je pochopitelně rozdíl, pokud pracujete s daty ze třech interakcí, nebo se třemi miliony.

Co k dalšímu znalostnímu pokroku potřebujete? „Jen“ data?

Je to souhra pokroku na technologické, experimentální a na teoretické úrovni. Nyní se například v USA staví obří detektor, který by nám měl pomoci s řadou odpovědí ohledně hmotnosti neutrin. Mimo jiné by mohl pomoci vysvětlit, proč mají vlastně neutrina hmotnost, bude možné v něm dělat řadu experimentů v hodně dobrém rozlišení. Pokud bude vše fungovat tak, jak má, je další znalostní pokrok jenom otázka času. Ale v částicové fyzice člověk nikdy neví: zkoumáme něco, co je tak strašně komplexní, že se vždy může něco pokazit.

Má váš výzkum ohledně neutrin i praktické využití?

To máte těžké. My se díváme na něco, co se snaží vysvětlit, jak vznikl vesmír. A teprve až tomu porozumíme, budou nasnadě nějaká praktičtější využití toho, co zjistíme. V tom je velký rozdíl oproti jiným vědním disciplínám – dříve jsem se zabývala anorganickou chemií, kde to máte více intuitivní. Například vytvoříte sloučeninu, aplikujete ji na okno a to má potom vyšší energetickou účinnost. To v částicové fyzice ale nefunguje. U neutrin je to navíc o to složitější, protože víme tak málo. Proto je dnes nějaké praktické využití obtížné formulovat, jsem ale přesvědčená, že v budoucnu se ta využití pravděpodobně najdou.

Kudy povede vaše další akademická cesta?

Pro nejbližší budoucnost to mám dané. Kdo chce zůstat v akademické sféře i po doktorátu, který je pro mě otázkou příštích měsíců, musí dělat post-doktorát, což je v zásadě běžná práce, při které člověk dál dělá vědecký výzkum – jen by měl být trošku více soběstačný. Post-doktorát je přibližně na dalších pět let, pak už se člověk hlásí na permanentní pozice na univerzitách nebo v institucích, jako je CERN.

Návrat do Česka pro vás připadá v úvahu?

V nejbližších pěti letech to neplánuji, nicméně do budoucna je návrat jednou z možností. Bohužel, moje znalosti fyziky v češtině jsou na úrovni střední školy.

To je bonmot?

To je bohužel fakt. Já jsem nikdy neměla potřebu se fyziku učit v češtině, takže kromě těch základů, které se naučíte na střední škole, ji moc neumím. Problém je v tom, že do češtiny řadu termínů překládáme svévolně, podobně jako například názvy v Harry Potterovi. Takže byť moje porozumění fyzice v angličtině odpovídá tomu, co dělám, většinu českých fyzikálních výrazů a termínů ani neznám. To asi není problém v rámci mezinárodní vědecké komunity, ale pokud bych žila a pracovala v Česku, je to věc, kterou bych se musela naučit.