David a Miroslav uspěli v Soutěži Evropské Unie pro mladé vědce EUCYS

Jak jste se již v 3pólu mohli dočíst, dnes již bývalí studenti Gymnázia v Orlové Miroslav Rapčák a David Pěgřímek získali na prestižní mezinárodní soutěži nejlepších evropských projektů EU Contest v Lisabonu jednu ze tří prvních hlavních cen. Soutěže se zúčastnili s prací Úplný fázový diagram CO₂ nanoklastrů. Projekt zařazený do fyziky představuje počítačovou simulaci shluků molekul oxidu uhličitého a chování tohoto plynu za působení tlaku. Dnes jsou David Pěgřímek a Miroslav Rapčák členovy skupiny fyziky klastrů na Ostravské univerzitě a od letošního roku studují na Karlově univerzitě. David informatiku, Mirek fyziku. Jak o sobě říkají: „Stále spolupracujeme na různých projektech a i v budoucnu bychom se chtěli nadále zabývat vědeckou činností.“ Autoři nám ke své práci i vlastní soutěži EUCYS napsali více podrobností.

Do čeho jsme se pustili
Nápad, který nás přiměl pustit se do projektu Úplný fázový diagram CO₂ nanoklastrů přišel tak nějak sám od sebe. Když jsme se dozvěděli o soutěži SOČ (Středoškolská odborná činnost), řekli jsme si, že by bylo skvělé vytvořit nějakou práci a prověřit naše znalosti. Protože Mirka víc zajímá fyzika a mně informatika, chtěli jsme, aby se práce zabývala oběma obory. V této chvíli nám pomohl náš učitel fyziky Mgr. Ladislav Šeda, který nám domluvil schůzku se skupinou fyziky klastrů v nedaleké Ostravské univerzitě. Poté, co jsme si vybrali téma Simulace klastrů metodou Monte Carlo a konzultanta pana Mgr. Aleše Vítka, který nám velice pomohl a provází nás fyzikou klastrů dodnes, začala práce na samotném projektu.

Celostátní soutěž jsme vyhráli s modelováním atomárních klastrů argonu s podstatnou novinkou, simulací za použití tlaku. Když jsme se dozvěděli o účasti na mezinárodním kole, řešil se problém co dál. Protože jsme měli ještě rok času, rozhodli jsme se pracovat s perspektivnějšími, mnohem méně prozkoumanými molekulárními klastry CO₂ a s daleko pokročilejšími metodami. Mezi hlavní novinky opět patřila simulace za působení tlaku, kterou jsme opět provedli jako první na světě, a výpočet úplného fázového diagramu. Pro výpočty jsme používali superpočítačové centrum v Ostravě, kde jsme měli k dispozici kolem 60 procesorů, paralelně však bylo možno počítat jen na osmi. Přesto mnohé výpočty trvaly řádově dny.

Kam jsme došli
Mezi hlavní výsledky, kromě nalezení řady stabilních struktur (tedy struktur s minimální energií), patří celý fázový diagram, který ukazuje na jednotlivé fázové přechody. Lze z něj například zjistit, že na tání CO₂ klastrů má tlak daleko menší vliv, než na vypařování. Teplota vypařování se s rostoucím tlakem posouvá do vyšších hodnot. Rovněž jsme objevili nový, dosud nezdokumentovaný fázový přechod a kritický bod. V praxi simulace popisují chování klastrů oxidu uhličitého při vysokých tlacích, například na dně oceánu. V budoucnu je možné práci dále rozšířit, což by nám umožnilo vytvořit teoretický model pro získávání metanu (tedy zdroje energie) ze dna oceánů. Veškeré naše výsledky se chystáme publikovat v prestižním odborném časopisu.

Letem světem soutěží EUCYS 2010
Letošní EUCYS se konal ve dnech 24.–28.září v Lisabonu. Soutěž probíhala v prostorách Muzea elektřiny, takže v přízemí byly k nahlédnutí různé pokusy a přístrojové vybavení jako plazmatický výboj, termokamera i obdoba slavné „Vyděržaj pijaněr“.

Na zahájení soutěže nás na radnici přivítal starosta Lisabonu a mohli jsme ochutnat věhlasné portské víno. Po prezentaci ve stáncích nás čekaly zajímavé výlety, například do Oceanária, Národního paláce nebo na přednášku o patentech. A kdo večer ještě nebyl unavený, vyrazil na procházku po nočním Lisabonu. Celou dobu se o nás pečlivě starali studenti–pomocníci, přiděleni jeden pro každé dvě země, a pan doc. Petr Klán, který s námi jel jako doprovod.

Kromě našeho projektu reprezentovali Českou republiku v biologii Zuzana Novosadová s projektem Vliv brassinosteroidů na vybrané morfologické a fotosyntetické charakteristiky různých genotypů kukuřice a skupina Tadeáš Děd, Vilém Děd a Matouš Vobořil s projektem Hnízdní ekologie a biotopové preference rehka zahradního a rehka domácího.

---

Co je EUCYS?
EUCYS (European Union Contest for Young Scientists) je soutěž pro všechny, kteří v celostátním kole své země získali první místo. Koná se každoročně koncem září ve státech Evropské unie. Mezi soutěžícími však můžete běžně najít i účastníky z Ruska, Izraele nebo Číny. Soutěž má tyto kategorie: biologie, fyzika, chemie, informatika, inženýrství, matematika, medicína, materiály, sociální vědy. Soutěží se formou prezentací ve stáncích, k dispozici jsou čtyři prázdné stěny, jeden stůl a dvě židle. Práce hodnotí šestičlenná porota. Ne všichni její členové jsou nutně z oboru, kterým se zabývá prezentovaný projekt, o to více se musí soutěžící snažit, aby zaujali. Porotci nechají prezentující referovat o jejich projektech a kladou doplňující dotazy. Rovněž ověřuji, zda účastníci soutěže své projekty skutečně vypracovali sami, posuzují jaký je jejich přínos a zda je vše v pořádku.

---

Co jsou klastry?
Klastr znamená shluk. Atomární klastr je shluk atomů, molekulární zase shluk molekul. Jeden z velmi známých klastrů je fulleren, klastr 60ti atomů uhlíku. Nanoklastry jsou klastry v počtu od dvou do přibližně milionu částic. Klastry jsou základními stavebními kameny nanomateriálů.