Laureát

Václav Petříček

Laureát Ceny Neuron 2021 za celoživotní přínos vědě v oboru fyzika

 Václav Petříček

Za vývoj výpočetní metody, která významným způsobem posunula možnosti přesného určení atomárních struktur pevných látek.

Pravidelná krystalová mříž popsaná buď v reálném třídimenzionálním prostoru nebo ve virtuálním prostoru vyšší dimenze umožňuje zkoumat vnitřní strukturu pevných látek i různých organických materiálů. Se zvyšující se složitostí se ale komplikuje přesné stanovení struktury atomů. A v tu chvíli pomáhá vědcům na celém světě program JANA vyvinutý Václavem Petříčkem. Dnes je nejkomplexnějším nástrojem pro krystalografické struktury a jeho autor je jedním z těch, kteří posouvají hranice současné krystalografie. Výjimečnost práce Václava Petříčka je v jeho celoživotním zdokonalování jednoho programu — první verzi napsal v roce 1984, dnes je program ve verzi JANA2020. Rozmach užití nastal s příchodem citlivých povrchových detektorů a nových zdrojů intenzivního rentgenového záření, kdy vědci objevili dříve přehlížené strukturní detaily. Práce a světové uznání, které se Václavu Petříčkovi dnes dostává, je také zdrojem mezinárodního uznání pro českou vědu a Fyzikální ústav, kde Václav Petříček vede další generaci vědců.

Ve jménu dcery

Jak vypadají uvnitř věci, které nás obklopují? Má struktura látek své zákonitosti? Dají se zkoumat, měřit, nebo dokonce měnit? Když byla v roce 2011 udělena Nobelova cena za chemii za objev takzvaných kvazikrystalů, přitáhla zájem veřejnosti krystalická struktura látek, jež je klíčová pro jejich vlastnosti. Světově uznávaným odborníkem v tomto oboru je Václav Petříček, který se zabývá vývojem programových systémů pro výpočty komplikovaných krystalových struktur.

Unikátní program, který za tímto účelem v 80. letech vyvinul a který je dnes široce používán laboratořemi po celém světě, pojmenoval po své dceři – JANA. Ve svém kódu obsáhla JANA téměř celou krystalografii.

„Nikdy jsem za svůj program nechtěl peníze, jen spolupráci,“ prozrazuje Václav Petříček tajemství fenomenálního úspěchu JANY, která má dnes několik tisíc uživatelů po celém světě a ročně nasbírá přes pětistovku citací. „Když v ní někdo najde chybu nebo má nápad na vylepšení, požádám ho, aby mi to poslal. Díky tomu jsem navázal spolupráci s nejlepšími laboratořemi světa.“

„Nikdy jsem za svůj program nechtěl peníze, jen spolupráci.“

Dělám jen to, co mě baví

Václav Petříček, jeden z nejvýznamnějších českých krystalografů, vystudoval Matematicko-fyzikální fakultu Karlovy univerzity a už padesát let pracuje jako vědecký pracovník ve Fyzikálním ústavu Akademie věd. Původně měl na průmyslovce namířeno na chemii, ale technologie chemické výroby ho nebavila, a tak přehodil výhybku směrem k matematice a fyzice. „Od té chvíle,“ prohlašuje, „dělám jenom to, co mě baví. A tak už to zůstalo.“

V současné době se Václav Petříček zabývá metodikou řešení magnetických struktur z neutronových difrakčních dat. Měří uspořádání atomů v látkách, jejichž krystalová mříž je narušena určitým zákonitým způsobem, takzvanou modulací. Její přítomnost je důležitým svědectvím o elektronovém uspořádání a povaze chemických vazeb v těchto látkách a detailní určení struktury je pak základním východiskem k pochopení fyzikálně chemických jevů.

Pro názornost to Václav Petříček popisuje takto: „Základem krystalu je struktura, která se periodicky opakuje. Třeba jako cihly. Když krystal prosvítíte paprsky, dostanete difrakční obraz, díky němuž lze vidět, jak jsou v oné struktuře rozmístěny atomy. Periodickým porušením translační symetrie je posléze možné měnit vlastnosti dané látky. Vezměte si tuhu a diamant – pořád je to uhlík. Ale každá z těchto látek má zcela odlišné vlastnosti. Jak je to možné? Záleží na tom, jak jsou uspořádané atomy a jak jsou vázané mezi sebou. Metoda, která určí, jak vypadají, je naše metoda difrakční analýzy.“

Dříči a vizionáři ve vědě

Pomocí programu JANA lze strukturu krystalů zviditelnit. Co dřív fyzici měřili třeba tři týdny, dnes pomocí moderních přístrojů a výpočetních programů určit i za dvě hodiny. „Zajímavé krystaly ale umí spočítat jen pár lidí na světě,“ podotýká Václav Petříček. „A když už, tak naším programem.“

„Zajímavé krystaly ale umí spočítat jen pár lidí na světě a když už, tak naším programem“

Za vývoj krystalografického programu JANA získal doktor Petříček hned tři významná a prestižní ocenění. V roce 2013 obdržel jako vůbec první český fyzik Cenu Charlese Barretta od Mezinárodního centra pro difrakční data. O tři roky později dostal Cenu Maxe Perutze – tato cena udělovaná Evropskou krystalografickou asociací je vůbec nejvyšším oceněním, kterého lze na Evropském mezinárodním poli v oboru krystalografie dosáhnout. A konečně do třetice, v roce 2020 převzal Václav Petříček Pattersonovu cenu – opět za celoživotní vývoj programu JANA. Vůbec poprvé v historii byla tato cena, zaštítěná Americkou krystalografickou asociací, udělena vědci, který pracuje za hranicemi takzvaného západního světa. Vztah mezi laureátem a Amerikou tu ale ve skutečnosti existuje, neboť celá historie JANY započala v roce 1983 během stáže Václava Petříčka v laboratoři Philippa Coppense na Univerzitě v Buffalu. Tady vytvořil její první verzi, a to právě na výzvu svého školitele. Philipp Coppens byl přísný šéf, ale práce mladého nadšence z Československa si velmi považoval. „Během pobytu mi třikrát přidal, to se prý ještě nestalo,“ líčí Václav Petříček s úsměvem.

Ve vědě podle něj existují dříči – a vizionáři. „Těch druhých není moc, ale k jednomu z nich jsem se dostal. Philipp Coppens byl skutečný vizionář.“ V Buffalu strávil Václav Petříček podle svých slov nádherný rok, byl blízko Niagarských vodopádů, potkal se i s držitelem Nobelovy ceny za krystalografii Herbertem Hauptmanem. „Bylo mi třicet, doma jsem měl manželku a malou pětiletou dceru Janičku. Takže proto se program jmenuje JANA.“

Když už je řeč o názvech, Václavu Petříčkovi je třeba připsat i autorství názvu „crenel funkce“, který vymyslel pro popis nespojitě modulovaných atomů ve výpočetním systému JANY. „Vypadaly jako cimbuří – anglicky crenel,“ vysvětluje.

Uběhnout sto kilometrů za měsíc

Práce ve Spojených státech se mu líbila, ale napořád by tam prý žít nechtěl. „Chyběla mi volnost, nad čím budu bádat a o čem budu večer přemýšlet.“

Do zahraničí měl možnost vyjet ještě několikrát – a všude ve volném čase běhal. Při běhu si vyčistil hlavu a urovnal myšlenky, aby byl mozek připravený zdolávat další vědecké mety. „Ve Francii, kam jsem měl možnost jezdit volně po dobu pěti let, jsem to měl moc rád. Dodržoval jsem sto kilometrů za měsíc. To je málo!“ mávne rukou. „Kluci běhali daleko víc. V Americe jsem dotahoval dvoustovku, ale to jsem měl hned vedle bytu park, takže jsem si vždycky dal pár koleček, než jsem odešel do práce. Nepovažuji se za žádného sportovce, běhám, co noha nohu mine. Ale je to opravdu hodně dobré na relax a na mozek. Kamkoli jsem vyjel na konferenci, vzal jsem si s sebou trenky a boty a běhal.“

Dnes už Václav Petříček kvůli kyčlím neběhá, ale duše sportovce jej neopustila. Z domu do práce, tedy z Mělníka do Prahy, nezřídka jezdí na kole. „Tam a zpět je to sto deset kilometrů, takže to provozuji třeba jen dvakrát týdně v létě. Jinak jezdím autobusem. Mám pak ostatně i víc času na práci. Vstávám ve čtyři a jedu prvním autobusem po páté.“ Nikdy v životě neměl auto, protože ho prostě nepotřeboval.

Fyzika je férová

V důchodu mohl být už jedenáct let, ale zatím ho to ani na chvíli nenapadlo. „Když jsem byl na srazu spolužáků-důchodců, moc jsem nechápal, o čem ti lidé mluví, protože já každý den vstávám do práce.“ Ale platí to i naopak. „Jsem takový ten blázen, který „něco“ dělá, něco, čemu nikdo tomu nerozumí. Copak se dá říct jednou větou? Tuhle se mě zeptal švagr, co jsem třeba ten den dělal. A já mu odpověděl: Zkoušel jsem, jak převést formalismus popisu struktury v čtyřdimenzionálním prostoru do šestidimenzionálního prostoru. Na to nemohl říct ani slovo.“

Svoji práci plánuje dělat tak dlouho, dokud ho bude bavit a dokud ji bude fyzicky zvládat. „Na kole už sice cítím kopce, ale pořád je to snad dobré. U hlavy to bohužel nepoznám, protože až hlava nebude fungovat, stejně si budu myslet, že funguje,“ usmívá se optimisticky naladěný Václav Petříček.

Ze všech obdržených cen má radost, ale tou největší odměnou je pro něj dobrý pocit z práce. „To je to absolutně nejlepší, co může být. Naopak, když se mi něco nepovede, je to hrůza! Neumím jen tak odejít z práce a vypnout, takže právě v těchto situacích mi pomáhá sport nebo aspoň jeho sledování v televizi.“

Matematiku a fyziku má rád, protože je podle něj „férová“. „Lidé v těchto oborech jsou přátelští, mám v nich hodně kamarádů. V jiných oblastech, kde jde o větší peníze, jsou vztahy napjatější. Samozřejmě lituju, že některé věci neumím líp – třeba češtinu nebo jazyky, na ně talent nemám stejně jako na muziku. Obdivuju lidi, kteří umí hrát na nějaký nástroj. Ale člověk nemůže umět všechno.“

A za co Václav Petříček v životě zaplatil největší cenu? Při hledání odpovědi na tuto otázku se dlouze zamyslí. „Vlastně ani nevím. Když jsem byl jedenáct měsíců v Americe, pustili za mnou manželku a udělali jsme si dovolenou na Havaji. Takže možná za to,“ zasměje se.

Druhý den pak ale ještě pošle mail: „Otázka, jakou nejvyšší cenu jsem v životě zaplatil, mne dost zaskočila a musel jsem o ní trochu přemýšlet a vzpomínat. Teď už vím, že nejvyšší cena byla roční odloučení od rodiny během mé první stáže v zahraničí, která však byla základním východiskem mojí vědecké dráhy.“