Chci přispět k rozvoji komunity v oblasti teorie pevných látek

Jan Kuneš nastoupil před rokem jako mimořádný profesor na Přírodovědeckou fakultu Masarykovy univerzity. Je už šestým držitelem grantu MUNI Award in Science and Humanities.

„Fyzika mě bavila už od základní školy a na gymnáziu jsem byl v matematicko-fyzikální třídě. I když jsem tam byl asi jediný, koho to opravdu zajímalo,“ popisuje Jan Kuneš s úsměvem začátky své bohaté kariéry v oblasti materiálové fyziky. Právě studiu materiálů, ale na teoretické úrovni, se věnuje od svého doktorského studia na Matematicko-fyzikální fakultě Univerzity Karlovy. „Přesně si pamatuji ten moment, kdy nám vykládali, jak magnetismus ovlivňuje teplota, a mně přišlo hrozně zajímavé, jak to člověk dokáže matematicky podchytit a popsat. Říkal jsem si, že toto bych chtěl dělat.“

K teorii pevných látek ale nebyla cesta tak jednoduchá. „V Česku je to pořád relativně malý obor a za mých studií většina teoretiků působila v akademii věd a ani neučili na fakultě. Když jsem si tehdy vybral fyziku pevných látek, byl to studijní obor zaměřený experimentálně,“ říká Kuneš, který se k teoretickým výpočtům vlastností materiálů nakonec dostal až v rámci doktorského studia, kdy začal v Akademii věd ČR pracovat.

Měření materiálů jako stupňů na pivu

Na doktorátu se začal zabývat počítáním magnetooptických jevů, tedy studováním magnetismu látek pomocí optiky. „Je to vlastně podobné tomu, jak se měří stupňovitost piva. Pivo ve dvacet centimetrů dlouhé kádince prosvítíte lineárně polarizovaným světlem a na druhé straně změříte, o kolik se pootočila rovina polarizace. Desítka ji má pootočenou o deset stupňů. A souvisí to s koncentrací sacharidů v pivu,“ říká Kuneš s úsměvem.

Podobně se pak dají měřit, a v jeho případě počítat, také vlastnosti magnetických materiálů. Výzkumníci na ně mohou svítit jak polarizovaným světlem a zkoumat jeho odraz, tak i prosvěcovat je rentgenovým zářením. Rentgen dokáže rozlišit jednotlivé prvky, které danou látku tvoří, a určit, které z nich dodávají materiálu magnetické vlastnosti.

Jako teoretik ale Kuneš nezkoumá vlastnosti materiálů v laboratoři, ale snaží se je spočítat. „Obvykle vycházím z krystalové struktury daného materiálu a snažím se vypočítat, jaké bude mít vlastnosti. Samozřejmě jde o zjednodušené modely, které u některých typů materiálů fungují velmi dobře, ale u řady dalších ne. A tam je pak prostor pro vylepšování nebo vymýšlení nových matematických modelů.“

Za pomoci teoretických výpočtů se snaží odhadnout například nestability v materiálu, zjistit, proč se stane magnetickým, a určit, při jaké teplotě k tomu dochází. Právě zjednodušené modely, které dokáží popsat trendy v materiálech o určitém složení, jsou velmi důležité, protože teoretici pak mohou předpovědět, jaké vlastnosti může mít daný materiál při určitých vnějších podmínkách a jak ho případně upravit, aby se některá z jeho vlastností pozměnila žádoucím směrem.

„V Brně jsem se teď trochu vrátil k tomu, co jsem dělal před dvaceti lety, jen pracuji s jinými materiály a s pokročilejšími výpočetními metodami. A teď jsme se taky začali věnovat něčemu, co se jmenuje altermagnetismus,“ přibližuje Kuneš svou práci, které se věnuje v rámci grantu Muni Award in Science and Humanities na přírodovědecké fakultě.

Mezi Vídní a Brnem

Profesor fyziky má za sebou bohaté zkušenosti ze zahraničí. Po skončení doktorátu šel na pozici postdoka na Kalifornské univerzitě, kde byl tři roky. „Nejen, že je Kalifornie příjemné místo k životu, ale bylo pro mě užitečné setkat se s americkým přístupem k výzkumu, který je dost odlišný od toho našeho. V Česku spousta lidí pracuje na tématu, s nímž začali už u diplomové práce, a podle mě tak často mrhají svým talentem. V Americe je pro lidi v podstatě přirozené začínat opakovaně s novými, třeba i zcela odlišnými tématy.“

Poté získal Humboldtovo stipendium na univerzitě v bavorském Augsburgu, kde strávil čtyři roky. Vrátil se krátce na akademii věd do Prahy a pak strávil sedm let ve Vídni na Technické univerzitě.

„Už to vypadalo, že ve Vídni zůstaneme, ale pak mě různé důvody vedly k tomu, hledat si nové místo. Jednak jsem chtěl zkusit zase něco nového a jednak jsem chtěl, aby mé dcery neztratily kontakt s Českem. Moje manželka je totiž Polka, a tak je pro ně čeština vlastně až třetí jazyk,“ vysvětluje Kuneš, proč se ucházel o místo na Masarykově univerzitě.

O grantu MASH se dozvěděl od kolegy z přírodovědecké fakulty, a protože se mu líbila blízkost Vídně a rakouských Alp, podal si přihlášku a uspěl.

I velký grant MU má své limity

Kuneš na MUNI Award in Science and Humanities oceňuje opravdu štědrou výši dotace, která je každoročně ve výši pěti milionů korun. „Můžu z toho zaplatit víc lidí než ze dvou grantů v Rakousku. Ale co je velmi svazující, je nutnost vyúčtovat po jednotlivých letech s možností převést jen pět procent naplánované roční dotace do dalšího roku. S ohledem na to, jak složité, nepředvídatelné a časově náročné je dostat sem třeba kvalitní postdoky ze zahraničí, to může vést spíše k plýtvání penězi, nebo hůř k tomu, že se sníží nároky na kvalitu lidí v týmu.“

Sám má bohaté zkušenosti s různými granty v zahraničí, včetně prestižního ERC. Podotýká, že i u toho grantu, a u německých či rakouských také, člověk dostane peníze na čtyři nebo pět let a prostě je za tu dobu utrácí podle potřeby.

„V Česku je toto obecný problém u všech grantů a podobné je to s podmínkami zákoníku práce, kdy vy kvůli různým náhradám za dovolené a podobně nedokážete říct, kolik vás bude konkrétní člověk po dobu trvání projektu stát. To je také ve světě ojedinělý koncept. Ve Spojených státech jsou třeba příjmy dané za rok a měsíčně se vyplácí poměrná částka a nic dalšího se neřeší. V okolních zemích zase existují tabulkové pozice, kde je přesně dáno, kolik stojí v projektu doktorand či postdok na rok, a výhodou je, že když se tabulka kvůli inflaci změní, poskytovatel grantu automaticky navýší dotaci,“ popisuje Kuneš další úskalí českých zákonů a kritikou nešetří ani v oblasti určování a využívání režijních nákladů projektu na placení seniorních pracovníků, což pak snižuje objem peněz na budování týmu.

Cíl? Kvalitní lidi na místech postdoků

Když Jan Kuneš odhlédne od administrativních zádrhelů, snaží se poslední rok především budovat dobrý tým. „Mít kvalitní lidi na místech postdoků, to je můj průběžný cíl. A pak mě teď začala zajímat fyzikální otázka, jak se přenáší orbitální moment z elektronů na mřížku, kterou bych rád pochopil. To jsou pro vědce věci, které když sám pochopí, tak mu to udělá radost,“ popisuje s úsměvem některé své cíle.

Čeho by ale chtěl v blízké době určitě dosáhnout, je přispět v širším regionu k budování a rozvoji komunity odborníků, kteří se věnují teorii pevných látek.