Doktorand Technické univerzity v Liberci Martin Dušek vyvinul v CERNu novou metodu extrémně přesného laserového měření, která už se používá na tamním urychlovači částic CLEAR. Své výsledky obhájil přímo v sídle Evropské organizace pro jaderný výzkum před mezinárodní komisí a jeho práce je jedním z důvodů, proč ho domovská fakulta nominovala na Cenu vlády pro nadané studenty.
Obří urychlovač částic, jaké mají ve švýcarském CERNu, je, zjednodušeně řečeno, desítky kilometrů dlouhá trubka, která je osázená celou škálou velice citlivých senzorů a dalších zařízení a přístrojů. Urychlovačem letí protony rychlostí 99,999999 % rychlosti světla a aby vše fungovalo, musí být přístroje na vzdálenost stovek metrů napolohovány s přesností na zlomky milimetru.
Běžně se pro přesné zaměření polohy vůči přímce používají obyčejné napnuté drátky. Ty mají ale jednu zásadní nevýhodu – v gravitačním poli Země se i při sebevětším napnutí nepatrně prohýbají. Tento průhyb se složitě dopočítává a doměřuje, přičemž je potřeba zohlednit také nehomogenitu gravitačního pole.
Třicetiletý Martin Dušek, student doktorského studia aplikované vědy v inženýrství na Fakultě mechatroniky, informatiky a mezioborových studií TUL, proto pod vedením svého školitele docenta Šulce a ve spolupráci s Jeanem-Christophem Gaydem z CERN rozvinul metodu využívající k zaměření přesné přímky speciální laserové paprsky, tzv. strukturované svazky. Ty se šíří na velké vzdálenosti se zanedbatelnou rozbíhavostí a lze je tak použít pro naprosto přesné zaměření. Potřeba drátku tím odpadá.
Ženeva – Japonsko a dál
Tuto metodu Martin Dušek nasadil na lineárním urychlovači CLEAR v CERNu, kde ji aktivně využívají. Část svého doktorátu strávil také v japonském výzkumném centru KEK, kde pracoval na laserovém zabezpečovacím systému pro urychlovač SuperKEKB. Díky přenosu téměř nerozbíhavého optického signálu vzduchem získá systém data přibližně 1,5krát dříve než při použití běžných optických vláken.
„Je to dáno tím, že se laserový paprsek šíří vzduchem rychleji než ve skleněném jádru vlákna. To je kritické pro okamžité odstavení stroje v případě poruchy,“ říká k tomu Martin Dušek.
Obhajoba dizertační práce Martina Duška proběhla v neobvyklém formátu přímo v centrále CERNu v Ženevě. „Na Fakultě mechatroniky máme již poměrně často komise s účastí zahraničního oponenta, ale tato obhajoba byla skutečně mimořádná: komise složená z odborníků z TUL, AV ČR, MFF UK, Francie a Japonska a celkem asi 60 účastníků, z toho 35 osobně a dalších 25 online. To je pro mě dalším důkazem kvality disertace a obrovského zájmu o práci a výsledky pana Duška,“ shrnuje garant doktorského programu aplikované vědy v inženýrství na FM TUL a předseda komise Petr Šidlof.
Vzhledem k těmto a dalším mimořádným vědeckým úspěchům, které zahrnují také 13 vědeckých publikací, se fakulta rozhodla Martina Duška nominovat na Cenu vlády pro nadané studenty za rok 2025. Jeho český školitel Miroslav Šulc se domnívá, že výsledky Martina Duška výrazně přesahují běžný rámec doktorského studia a mají přímý dopad nejen na akademickou sféru, ale i na inovace v průmyslu. „Výsledky prokázaly některé přednosti oproti tradičním zarovnávacím metodám. Vážně se hovoří o tom, že by metodu, kterou Martin Dušek aplikoval, využili v budoucích projektech, jako je uvažovaná stavba nejvýkonnějšího urychlovače světa FCC – Future Circular Collider – v CERN,“ říká Martinův školitel docent Šulc z katedry fyziky FP TUL.
Kandidátky a kandidáty na Cenu vlády nadanému studentovi navrhuje Rada pro výzkum, vývoj a inovace, která vybere z nominací. Ceny se pak vyhlašují a udělují tradičně koncem září.