„Používáme atomy jako inkoust,“ říká Pavel Jelínek

Prestižní odborný časopis Science zveřejnil 16. října článek, který prezentuje novou metodu atomární manipulace. Ta umožňuje psát na povrch látky jednotlivými atomy. Na vývoji revolučního přístroje se kromě španělských a japonských vědců podílel i Pavel Jelínek z Fyzikálního ústavu Akademie věd České republiky. V rubrice Studia 6 Profil ho 20. října prostřednictvím telemostu z amerického Phoenixu zpovídala Jolka Krásná. 

Co atomární tužka umí?
Jde vlastně o to, že používáme atomy jako inkoust. Laik si tak může představit pero, kterým je v našem případě mikroskop, jehož hrot je zakončen několika atomy. Mikroskop pak přibližujeme k povrchu pevné látky a různé chemické prvky používáme jako inkoust a píšeme předem dané vzory na povrch. Můžeme takto psát knihy.

Jaké je praktické využití atomární tužky?
Příští rok si určitě nikdo atomární počítač nebo mobil koupit nepůjde. Pro nás je ovšem celkem pokrok, že si pomocí takovýchto nanoper můžeme vytvářet předem definované objekty. Na nich potom můžeme sledovat transport elektronů, který je trochu jiný, než jak ho známe z našeho měřítka. To by nám mohlo do budoucnosti pomoci při návrhu nových elektronických zařízení, která budou operovat v nanosvětě.

Sám jste řekl, že až vám budou v budoucnosti v důchodu do mozku implantovat novou paměť, abyste si vzpomněl, jak se jmenuje vaše dcerka, bude to možné právě díky atomární manipulaci, kterou se teď zabýváte. Předpokládáte tedy i uplatnění v medicíně?
Nevylučuji to. Dopad můžeme být široký. Uplatnění tohoto mikroskopu je ohromné. Není to jen ve fyzikálním, chemickém, biologickém světě, ale i v medicíně. Ale nejsem medik, takže si nedovedu představit, kde by medicína potřebovala manipulovat s jednotlivými atomy.
Navíc je nevýhoda, že naše metoda je proveditelná jen za specifických podmínek. Jde o velmi vysoké vakuum, super čisté prostředí velmi podobné tomu, jaké je v kosmu (na metr krychlový máme jeden atom). To je pochopitelně prostředí, které nevyhovuje živým organismům, které za takovýchto podmínek nemohou přežít. Z tohoto pohledu pro využití v medicíně asi ještě doba neuzrála.
Jinak samozřejmě uvažujeme - a je to další výzva - o tom, že by se tyto atomární manipulace mohly provádět nejen v takto vysoce sterilním prostředí, ale i v normálních biologických roztocích  atd. To je však vzdálené ještě tak deset let usilovné práce.

Jak váš průzkum probíhal? Měli jste zadání, že je vaším cílem atomární tužka?
Tento tým pracuje už tři roky. Už před rokem jsme publikovali zajímavou věc, že jsme schopni nejen vidět jednotlivé atomy, ale i říct, co je to za konkrétní chemický prvek. Při této práci jsme narazili na to, že když náš mikroskop skenuje - je v operativním režimu, občas se stane, že jsou jednotlivé atomy vyzvedávány na povrch nebo naopak deponovány. Docházelo tedy vlastně k nechtěnému přenosu atomů.
Řekli jsme si proto, že bychom to mohli vyzkoušet. Provedli jsme nějaké teoretické výpočty a potom se ukázalo, že tento speciální druh manipulace je možný a stal se dalším krokem v obecném poznání manipulací.
Takže to byla jak náhoda, tak výsledek naší práce, protože jsme si všimli určitých věcí, které byly jakoby podružné.

Je význam objevu atomární tužky třeba srovnatelný s vynálezem žárovky?
To asi ne. Dnes jsme nezbořili svět. Nějaké uplatnění to ale určitě má. Ve vědě platí stejně jako v umění, že se kvalita projeví až s časem (s množstvím aplikací).
Takže až tak bych náš nález nepřeceňoval. Je to zajímá věc. Umíme něčím manipulovat. Není to přitom lidská psychika nebo hlasy voličů. Jde o manipulaci s atomy, což je zajímavé.

Jak časově i finančně náročný byl váš experiment, na jehož konci je atomární tužka? Jak jste se dostal do tohoto mezinárodního týmu vědců?
Jde o výzkum, který probíhal mezi Španělskem, Japonskem a Českou republikou. Sám jsem se k tomu dostal tak, že jsem působil čtyři roky ve Španělsku, kde jsem na tom začal jako teoretický fyzik pracovat. Tam nás oslovila japonská skupina, která provádí experiment, který má zajímavé výsledky. Řekli jsme dobře, začali spolupracovat a vyměňovat si informace. Doufám, že tato spolupráce bude pokračovat, protože máme zatím zajímavé výsledky a snad budou i nějaké další.
Jinak finančně je to náročné poměrně dost. Doma si to asi nikdo neudělá. Aparatura, na které probíhá, stojí řádově asi patnáct milionů. Na její provoz je pak zapotřebí vysoce školených odborníků. Přitom podobných zařízení je v současnosti na světě maximálně třicet.

Každá dobrá věc lze zneužít. Je i atomární tužka zneužitelná?
Jako každá věc. Když jsme začali používat auta, byli všichni nadšeni. Dnes ale máme problém se skleníkovými plyny. Dnes si sice nedovedu představit, jak by se dala atomární tužka zneužít. Ale v budoucnosti? Kdo ví?

(redakčně kráceno)