English
Transit hora, manet opera. Čas míjí, dílo zůstává (latinský nápis na hodinách)
Z povědomí současné generace pomalu mizí jméno jednoho ze zakladatelů české poválečné školy fyziky pevných látek prof. Zdeňka Matyáše, člena korespondenta ČSAV, k jehož narození 10. června 1914 se letos váže sté výročí. Vědecká dráha, předčasně ukončená již v roce 1957, je vlastně genezí formování poválečné fyziky pevných látek u nás.
Foto: Archiv autorky
Zdeňka Matyáše mnozí zaměňují za jeho mladšího bratra Miloše, který byl rovněž vynikajícím fyzikem (doc. RNDr. M. Matyáš, DrSc.). Tuto skutečnost konstatoval již před 20 lety při vzpomínkovém sympoziu na MFF UK Emil Antončík z University of Aarhus.
Již od studií na Přírodovědecké fakultě UK se prof. Matyáš zajímal o kvantovou fyziku a její aplikace. Do konce 2. světové války byl odborným asistentem na Vysoké škole báňské v Příbrami; v laboratoři příbramských dolů měl možnost zúročit zkušenosti získané u prof. Jaroslava Heyrovského a vypracoval tam některé metody polarografické analýzy flotačních procesů. Současně se začal zabývat námětem příští disertační práce týkající se transformace slitin kovů.
Rozhodující mezník v Matyášově životě i vědecké kariéře znamenal ovšem roční studijní pobyt na univerzitách v Bristolu a Oxfordu, který absolvoval v letech 1946–1947 díky nabídce British Council. Za místo stálého pobytu si zvolil H. H. Wills Laboratory v Ústavu teoretické fyziky na bristolské univerzitě. Laboratoř založil v roce 1933 nositel Nobelovy ceny za fyziku (1977) sir Nevill Francis Mott. Zatímco před 2. světovou válkou byla teorie pevných látek doménou německých fyziků, po válce se situace změnila právě zásluhou nově organizované práce soustředěné kolem prof. Motta. Jeho skupina se věnovala hlavně problematice kovů (včetně slitin) a iontovým krystalům.
Metodickou odlišnost Mottovy laboratoře od tehdejších zvyklostí charakterizuje někdejší Matyášův spolupracovník a přítel Emil Antončík: „Na rozdíl od německé systematičnosti s přemírou matematiky pracuje Mottova škola intuitivně s jednoduchými modely s použitím nejjednodušších výpočtů tak, aby model kvalitativně vysvětlil experimentální fakta a byl v řádovém souhlasu se skutečností.“ Mottova laboratoř, tehdy důležité centrum fyziky pevných látek, byla demokratickou a vpravdě internacionální platformou živé výměny názorů a současných vědomostí mezi studenty, stážisty, profesory i hosty. V této výsostně interaktivní a zároveň inspirativní atmosféře se prof. Matyáš rychle vyrovnal s deficitem způsobeným izolovaností domácího prostředí a plně rozvinul své profesní předpoklady. Bohužel však komunisti po únorovém puči 1948 veškeré kontakty s bristolskou skupinou nadlouho násilím přerušili a prof. Mott mohl navštívit Prahu až v roce 1967, tedy 10 let po Matyášově smrti.
Když ještě v Bristolu předložil prof. Matyáš disertační práci týkající se kvantové teorie změny elektrického odporu slitin při transformaci z uspořádaného do neuspořádaného stavu atomů v krystalové mřížce, prof. Mott mu navrhl, aby prozkoumal další navazující problém, totiž na základě moderní elektronové teorie kovů vyložil změny, které byly pozorovány v elektrické vodivosti během stárnutí duraluminia. Závěry z výzkumu, jež prof. Matyáš rozpracoval v habilitační práci, zaujaly dr. Williama Hume-Rotheryho z Oxfordu, který se tehdy zabýval studiem vlastností slitin kovů. Profesor Matyáš tak mohl pracovat částečně i v Hume-Rotheryho ústavu v Oxfordu na několika dalších tématech z oboru praktické metalurgie vyžadujících teoreticko-fyzikální řešení. Ze tří prací, které vydal pod Mottovým vedením v Anglii, bývá za nejdůležitější označována studie, která se nakonec stala prací habilitační a obsahuje jeden z prvních výpočtů elektronové struktury víceelektronových kovů provedený pomocí metody těsné vazby. Jejím doplňkem byl ještě článek o specifickém teple aluminia a článek o změně elektrického odporu slitin v průběhu jejich stárnutí.
Po návratu do vlasti Matyášovi zbývalo – aniž to samozřejmě kdokoli tušil – pouhých 10 let života. Během nich stihl kromě systematicky rozvíjené pedagogické činnosti, na jejíž popularitu jeho žáci a aspiranti často vzpomínali, vydávat odborné stati doma i v zahraničí. V roce 1951 publikoval jako první článek v prvním svazku nově založeného Československého časopisu pro fysiku (včetně jeho zahraničních mutací) s návrhem nové metody kvantově mechanického výpočtu energií valenčních elektronů v periodickém poli krystalové mřížky kovů s použitím Schrödingerovy rovnice. Na tuto metodu pak navázali a rozpracovali ji Matyášovi žáci – Miroslav Trlifaj a Emil Antončík. Profesor Antončík ve vzpomínkách zdůrazňuje, že na začátku 50. let však nestačilo jen ustanovit a obhájit existenci nového oboru. V poválečné situaci, kdy se u nás stávala „západní“ literatura stále nedostupnější, kdy neexistoval internet ani počítače a kdy chyběla i základní česky psaná publikace, prof. Matyáš během dvou let napsal Úvod do kvantové fysiky polovodičů. Knihu vydala v roce 1954 ČSAV jako vysokoškolskou učebnici reflektující současný stav oboru a zavádějící české názvosloví. Přitom tehdy nebylo průmyslové využití polovodičů namísto vakuových elektronek běžnou záležitostí. Za zmínku jistě stojí, že učebnice vyvolala zájem i v zahraničí.
Současně s prací na knize se věnoval mechanismu tání kovů. O výsledcích referoval na mezinárodní konferenci v Drážďanech a v následujícím roce 1955 získal za nově vypracovanou teorii tání iontových krystalů státní cenu, shodou okolností zároveň s Janem Taucem oceněným za vědecké práce ve fyzice polovodičů.
Inspirován Pekarovou teorií polaronů se začal zabývat mechanismem luminiscence krystalů halogenidů stříbra. O svém objevu, že zásadní vliv na luminiscenční vlastnosti AgCl a AgBr mají dislokace, referoval na výročním zasedání Německé akademie věd v Berlíně (1955) a na mezinárodní konferenci v Garmisch-Partenkirchenu (1956). Bohužel jeho poslední práce na toto téma, kterou dopisoval krátce před smrtí, a podle jeho slov měla být jakýmsi svorníkem dosavadního badatelského úsilí, z pozůstalosti zmizela a zůstává nezvěstná.
Vedle vlastní vědecké práce věnoval prof. Matyáš část odborného potenciálu a zkušeností výchově nastupující generace – v jeho nejužším týmu již pracovali zmínění Miroslav Trlifaj a Emil Antončík, dále Luboš Valenta, František Vicena nebo Ladislav Špaček.
Vědecký odkaz díla Zdeňka Matyáše je symbolicky vepsán do planetky 34753, která byla po něm v roce 2003 pojmenována.
Zmiňme ještě důležitý aspekt související s osobností prof. Matyáše. Aktuální a často diskutovaný problém, který zdůrazňoval již prof. Mott, je propojení teoretické a experimentální fyziky v těsné návaznosti na průmyslovou výrobu. Z Matyášových vzpomínek na Bristol je zřejmé, že prof. Mott dobře věděl o výborné kondici československého předválečného průmyslu, o čemž často s prof. Matyášem hovořil. Ten poté jako jeden z mála dokázal prosazovat tento požadavek i v praxi domácího prostředí. V letech 1950–1951 například uspořádal popularizační přednášky pro pracovníky národního podniku Tesla. V tomto směru byla významná i spolupráce s J. M. Bačkovským, který za války získal praktické zkušenosti z fyzikálního výzkumu ve Škodových závodech. Oba se znamenitě doplňovali a nakonec navázali spolupráci s dalšími specialisty. Odsud vzešel i návrh na zavedení fyziky pevných látek jako samostatného oboru a jednoho z hlavních směrů bádání u nás, což bylo potvrzeno v roce 1951 na konferenci v Liblicích.
Zásadním příspěvkem prof. Matyáše ke vzniku a rozvoji novodobé fyziky pevných látek u nás byla jeho příslovečná schopnost otevírat okno do světa. Dovedl získávat a předávat nejnovější poznatky z oboru, soustředil kolem sebe skupinu mladých talentů, kteří postupně dosáhli mezinárodního renomé, a v duchu bristolské školy prosazoval propojení teorie s praxí. Myšlenkový svět pilného a cílevědomého prof. Matyáše ovšem nezůstával výlučně v zajetí fyzikálních teorií. Vynikal i erudovaným zájmem o humanitní obory a obecně byl znám entuziasmus, s jakým dovedl zasvěcovat přátele do dějin výtvarného umění a filozofie. Přičteme-li i sympatickou bezprostřednost, energické vystupování a vrozené charisma, pochopíme, proč jej prof. Sosnowski na konferenci v Sopotech roku 1956, kdy už byl prof. Matyáš těžce nemocen, nazval „českým vulkánem“.
EVA MATYÁŠOVÁ, historička umění