Dr. rer. nat. Lukáš Palatinus

Laureát Ceny Neuron pro mladé vědce za rok 2017

Odhalil vodík i nejdelší solnou jeskyni na světě

Do práce jezdí na kole, a to za každého počasí, déšť a náledí nevyjímaje. Coby zastupitel v Chýni, kde bydlí, přispěl k tomu, aby se v obci začala stavět škola, ostatně je otcem tří dětí. Na zdi svého domu vytvořil sluneční hodiny, které ukazují datum i přesný čas, a aby je kolemjdoucí dokázali číst, vyvěsil na plot návod. Zúčastnil se několika expedic do Íránu a je jedním z objevitelů nejdelší solné jeskyně na světě pojmenované 3N, což znamená… stop, o tom až později. A kromě toho je taky špičkový fyzik, který se svým objevem – zobrazení atomů vodíku pomocí metody takzvané elektronové difrakce – pronikl na titulní stránku časopisu Science.

Lukáš Palatinus. Vědec, který nejenže skvěle rozumí svému oboru, ale dokáže o něm mluvit natolik dobře, že mu porozumí jak laici, tak jeho kolegové. To je důležité, jakkoli to může znít legračně. Pro dnešní vědu je totiž příznačná tak vysoká míra specializace, že málokterý vědec dokáže zasvěceně popsat práci některého z kolegů, pokud ji s ním přímo nedělá.

„Říká se, že čím lepší vědec, tím toho ví víc o čím dál menší oblasti, takže dokonalý vědec ví všechno o ničem,“ zasměje se Lukáš Palatinus, zatímco mi na velkém monitoru počítače ukazuje atomy vodíku navázané na další atomy. Jsou to velké, veselé pestrobarevné kuličky. Samozřejmě, jde jen o model, vidět je nemohu, neboť se tu bavíme o rozměrech v řádu nanometrů, tedy miliardtin metru.

Tady je malý úvod do aperiodické krystalografie, což je obor, kterým se Lukáš Palatinus zabývá. „Všichni se učí, že krystaly mají pravidelné uspořádání, které se periodicky opakuje. Ale existují krystaly, u nichž to tak není. Představte si dlažbu s určitým vzorem kostek, kterou zasáhne mírné zemětřesení, takže chodník se rozšoupá – vzor sice zůstane, ale nebude úplně pravidelný,“ vysvětluje.

V roce 2004 listoval jedním odborným časopisem a zaujal jej článek, který popisoval nový algoritmus umožňující vypočítat strukturu krystalů. „Vidět detaily atomové struktury krystalu nedokáží ani ty nejdokonalejší mikroskopy, data je třeba matematicky zpracovat, a to poměrně netriviálně.“ Během jednoho odpoledne tehdy převedl získané poznatky z článku do počítačového programu, který začal fungovat, a to byl průlom i pro aperiodické krystaly.

Jak říká Pavel Jelínek, Palatinův kolega z Fyzikálního ústavu Akademie věd a garant Nadačního fondu Neuron pro oblast fyziky, skvělý vědec potřebuje kromě nápadu také štěstí a dobrý odhad na důležitá a perspektivní témata. Lukáš Palatinus je začal hledat na stáži ve Švýcarsku a zaujala jej elektronová difrakce, tedy způsob, jak zkoumat strukturu velmi malých krystalů. „Elektronovou difrakci jsem já neobjevil, to je dlouho známá věc, ale kdo pomocí ní chtěl vidět přesnou strukturu krystalu, narážel na zdánlivě nepřekonatelné potíže.“ A tak se Palatinus rozhodl, že se je pokusí překonat. Se svým projektem získal Fellowship J. E. Purkyně pro vědce přicházející či vracející se ze zahraničí a postupně se svým týmem publikoval několik poměrně objevných článků. „Ale stále jsme nedokázali detekovat ty nejslabší signály, což jsou atomy vodíku. I když většinou jsme schopni poměrně dobře odhadnout, kde atomy ve struktuře jsou, chtěli jsme je vidět přímo, protože mezi odhadnout a vědět je podstatný rozdíl.“ V roce 2016 se to konečně povedlo. Na světě byla metoda, která umožňuje poměrně přesně analyzovat struktury z nanokrystalů a která pronikla na stránky časopisu Science. Což je úspěch, uvážíme-li, že časopis uveřejní jen zhruba sedm procent zaslaných prací. A nadto rovnou titulní strana.

„Lukáš patří mezi velmi citované vědce, v průměru jde o 700 citací ročně, a ta křivka stále roste,“ dodává Pavel Jelínek. Jaké vidí v jeho případě předpoklady? „Je pracovitý, chytrý, má nápady. A je seriózní, což je strašně důležité. Ve vědě nesmíte přehánět, musíte být poctivý k sobě. Hele, ono to úplně nesedí, říká mi čertík uvnitř. Co udělám? Budu ho ignorovat, abych se dostal rychle do Science, než mě někdo předběhne? Nebo budu poctivý sám k sobě, a ještě chvíli počkám? To druhé je velmi těžké. Lukáš to umí, a možná právě proto se do Science dostal,“ konstatuje Jelínek. A přidává ještě jeden aspekt. „Naše země díky evropským grantům rozhodně netrpí nedostatkem přístrojů. Mnoho lidí si myslí, že velký přístroj automaticky generuje špičkové výsledky. Ale musíte také vědět, jak ho využít a mít nějaký nápad, protože samotné ferrari vám závod nevyhraje. Však jsou taky pracoviště, která mají spoustu přístrojů, ale nic-moc výsledky. A na Lukášovi se mi líbilo, že když měl možnost prosazovat pořízení špičkového elektronového mikroskopu za desítky milionů, který by byl pro něj určitě zajímavý, odmítl s tím, že je to příliš velká investice a zodpovědnost a že je potřeba jeho využití nejprve dobře promyslet.“

Mimochodem, jaké praktické využití mají jeho objevy ve zkoumání krystalů? To je teď těžké říct. „Možná se tu bavíme o žárovkách, obrazovkách, displejích. Uvědomte si, že děláme základní výzkum. Když před sedmdesáti lety někdo vytvořil diodu nebo tranzistor, nikdo nevěděl, že to skončí mobilem v ruce.“

Už jako dítě ve škole Lukáš Palatinus tíhnul k mineralogii a geologii, kterou posléze vystudoval. Zprvu to vypadalo na češtinu a dějiny, ale přes dějiny se dostal k archeologii a pak ke geologii, takže se přihlásil do mineralogického kroužku. „Nosil jsem domů kameny a tahal rodiče na výpravy. Mám ve své sbírce kusy, které mám velmi rád, nejvzácnější je asi natrolit z Mariánské skály, který už byl na pár výstavách.“ Z tamního lomu, který byl akorát po odstřelu, si v náručí a na zádech odnesl domů 75 kilo kamení.

Za krystaly se vypravil i do již zmíněného Íránu, a to celkem pětkrát se skupinou speleologů z Univerzity Karlovy. Ve vyprahlé poušti a ve vedru kolem pětatřiceti stupňů hledali jeskyně. „Z hloubi země tu na povrch pronikají solné „kapky“ o průměru několik kilometrů,“ líčí Palatinus. „Afrika se tu sráží s Asií a sůl proniká vrstvami, jako když mezi chleby namažete máslo a pak je stisknete. Je to velmi aktivní oblast a nás zajímalo, jak se tu tvoří jeskyně.“ Do jedné takové pronikli víceméně náhodou, měli ten den v plánu pouze povrchový průzkum. „Vlezli jsme dovnitř a spatřili, že strop se snižuje k hladině pomalu proudící řeky. Zbývalo pár centimetrů. Zvědavost nám nedala, ale nechtěli jsme lézt do vody v oblečení, protože když ho do té slané vody namočíte a vylezete, při schnutí ztvrdne na prkno a můžete ho skoro lámat. A tak jsme se svlékli na Adama, proplavali jeskyní a dostali se do dalších prostor. V tu chvíli nám došlo, že je to velký objev a v onom objevitelském rauši jsme pokračovali dál. Zpětně to vůbec nechápu, protože jsme byli odření, jak jsme místy lezli po kolenou a po břiše, do odřenin se nám dostávala sůl, ale bolest jsme při tom adrenalinu necítili. Užili jsme si ji až při návratu zpět. Otočili jsme to asi po kilometru a půl, kdy už pokračování hraničilo s hazardem.“

Tehdy ještě samozřejmě netušili, že objevili šestikilometrovou solnou jeskyni, to se ukázalo až postupně při dalších expedicích, přičemž u té poslední už Palatinus nebyl, neboť to dobou stážoval ve Švýcarsku. Pojmenovali ji Jeskyně tří naháčů. Jak se to řekne v perštině, tedy jazyce Íránců? Nijak. Oficiálně se nejdelší solná jeskyně na světě jmenuje 3N. „Nikoho to nepohoršuje, a my víme, co to znamená,“ usměje se Lukáš Palatinus.

Fyzika a jeho děti:

„Děti si rády prohlížejí mou sbírku krystalů a čas od času přinesou domů kámen, který prostě musím přidat do sbírky, protože ‚podívej tati, jak se leskne, to musí být nějaká vzácnost‘. Jestli budou jevit nějaký zvláštní zájem o přírodní vědy, to ještě není jasné. Pokud ano, rád je podpořím, pokud ne, podpořím je taky. Nepopírám ale, že by mě potěšilo, kdyby alespoň jedno z mých tří dětí u nějaké přírodní vědy zakotvilo.“

Co ho napadne, když se řekne:

Zvíře: kocour
Věc: kolo
Barva: modrá
Příroda: hory
Hudba: Karel Kryl – Děkuji
Pohádková postava: Pat a Mat

Text: Martina Riebauerová

Napsali o něm: