Počítače a mobily moc „žerou“, předpovědi jsou strašidelné. Snem je snížit spotřebu s pomocí tepla

Helena Reichlová se postupně zabydluje ve Fyzikálním ústavu Akademie věd v pražských Střešovicích. Aktuálně se nejvíce věnuje probírání životopisů doktorandů z celého světa, kteří se chtějí stát součástí týmu nově vzniklého vědeckého centra Dioscuri. Ojedinělý program z iniciativy renomované společnosti Maxe Plancka pro rozvoj vědy je financovaný půl na půl z českých a německých zdrojů. Klade si za cíl zbrzdit odliv mozků ze zemí střední a východní Evropy na Západ. I experimentální fyzička se proto po pěti letech vrátila z Drážďan s rodinou zpět do Prahy. Helena Reichlová stojí totiž v čele prvního z českých center Dioscuri, které oficiálně zahájilo provoz 1. října. 

Specializujete se „na interakci mezi teplem, elektronem a jeho spiny v magneticky uspořádaných materiálech, které nemají navenek žádný magnetický moment“. Budu upřímný: Co to znamená?

Zabývám se poměrně širokou oblastí a vy jste vyjmenoval několik klíčových slov. Zmínil jste elektron. Pohyby elektronu všichni využíváme v telefonech nebo počítačích ke zpracování a přenosu informace. Zmínil jste také spin. To je kvantová vlastnost, která elektronu náleží. A právě spin umožnil rozvoj oboru, který je už poměrně zdomácnělý ve fyzice pevných látek a říká se mu spintronika. Pomyslným snem spintroniky je tuto kvantovou vlastnost využívat k přenosu informace. Spintronika je však velikánský podobor fyziky pevných látek a já už jsem od ní trochu uhnula k oboru, který se nezabývá jen interakcí spinu a elektronu, ale přidává se tam další parametr a tím je teplo. Přesněji rozdíl v teplotách, čemuž se říká teplotní gradient. Zabývám se tedy takzvanou spinkaloritronikou, která sleduje, co spin dělá, pokud existuje rozdíl teplot na jednom a druhém konci vzorku.

Takže zatímco doposud nese informaci elektron, tak cílem je, aby ji nesl spin?

To je netriviální otázka. Informace se musí zprocesovat, přenést a uložit. Při ukládání dat už spin pomáhá. Ve spintronice však existuje vize, že by se informace přenášela jen pomocí spinu a nebylo to nutně propojené s pohybem elektronu. Jde o intenzivně studovaný předmět základního výzkumu, ale zároveň to není něco, co by už existovalo v běžných počítačích. Myšlenka je však strašně důležitá. Cestující elektron, který je v současnosti pomyslným dělníkem elektroniky, způsobuje strašně moc energetických ztrát. Pokud cestuje nějakým materiálem, tak naráží a interaguje s jeho atomy a to způsobuje zahřívání. A to nám vadí jednak proto, že se nám zahřívají telefony, daleko horší však je, že to spotřebovává elektřinu, kterou spotřebovávat nechceme.