Přednáška s názvem "Mechanization of scalar field theory" sklidila od členů vědecké rady velmi kladné hodnocení.

1. O čem byla Vaše habilitační přednáška?

Moje přednáška se týkala solitonů a jejich dynamiky.

2. Co je to soliton?

Obyčejné vlny, například na hladině oceánu. Tlakové vlny v plynu (zvuk) a podobně, jsou charakteristické tím, že nedrží původní tvar – postupem času se rozptylují do okolí (disperze) a tlumí se (dissipace). Pokud je však počáteční impuls dostatečně silný (například zemětřesení vyvolávající tsunami), může za vhodných podmínek vzniknout objekt, který si uchovává tvar (a tím i energii) mnohem déle, než bychom očekávali. V mnoha ohledech se chová spíše jako částice než jako vlna. Takový objekt se nazývá soliton.

Ačkoli to může znít exoticky, solitony se vyskytují všude kolem nás. Mnohé atmosférické jevy jako jsou bouře nebo tornáda, lze modelovat pomocí solitonů. Signály v optických kabelech se šíří ve formě solitonů – spolehlivý přenos dat na velké vzdálenosti by bez nich nebyl možný.

3. Na co se Váš výzkum v poslední době zaměřuje?

Zabývám se především solitony, které jsou důležité jak pro fyziku vysokých energií a fundamentální teorie elementárních částic, tak i pro kosmologii. V loňském roce jsme s kolegy z Jagellonské univerzity v Krakově zahájili výzkum tzv. oscilónů, což jsou lokalizované, dlouho žijící struktury v určitých teoriích pole.

Ačkoli byly tyto objekty objeveny již v 80. letech, dosud nejsou dobře pochopeny, protože neexistuje zjevný důvod pro jejich dlouhou životnost. Přitom jejich existence může mít dramatické důsledky pro kosmologii – především v pozdních fázích inflace – a také pro částicovou fyziku v podobě tzv. elektroslabého oscilónu.

Naše práce se zaměřuje zejména na pochopení dlouhověkosti těchto objektů prostřednictvím formální korespondence oscilónů s jinými netopologickými solitony, tzv. Q-bóly.

4. Jak se přednáška líbila komisi?

Měl jsem pocit, že jak komise, tak i přítomná vědecká rada shledali mou prezentaci adekvátní a zajímavou, o čemž svědčily četné dotazy přítomných akademiků. Otázky položili i dva ze tří oponentů mé práce, kteří se obhajoby zúčastnili online. Mezi nimi byl profesor Nick Manton z Cambridge – jeden z předních odborníků na topologické solitony, objevitel tzv. sphaleronů a dlouholetý člen Královské vědecké společnosti (Fellow of the Royal Society).

Pro mě osobně byly právě pozitivní komentáře profesora Mantona velkým uznáním a povzbuzením do další práce.

5. Jak jste se k tématu dostal?

Jak už to v životě bývá, solitony rozhodně nebyly něčím, co bych měl v hledáčku od samého začátku studia. K tomuto tématu jsem se dostal oklikou až během doktorského studia, neboť byly jednou z „ingrediencí“ tzv. bránových modelů, které se snaží vysvětlit fyziku částic na vysokých energiích. Skutečně intenzivnímu výzkumu dynamiky solitonů v jednorozměrných skalárních teoriích pole – což je oficiální název podoboru, kterému se věnuji – jsem se začal věnovat až v průběhu pandemie covidu.

6. V čem je Váš model inovativní?

Moji práci by bylo možné charakterizovat tak, že se rád pouštím do méně probádaných oblastí výzkumu, kde je prostor pro tvůrčí přístup. Nejvýrazněji se to projevuje v mé spolupráci se dvěma doktorandy Fyzikálního ústavu, Mgr. Ondřejem N. Karpíškem a Mgr. Lukášem Rafajem. Společně jsme napsali dva články věnované tzv. „mechanizaci“ skalární teorie pole – novému přístupu k diskretizaci spojitého pole, jehož cílem je aproximace dynamiky solitonů pomocí jednoduchých kolektivních modelů.

Jednou z výhod tohoto přístupu je, že se solitony objeví samy od sebe jako nejjednodušší „mech-pole“ a v mnoha ohledech se chovají podobně jako jejich spojité protějšky. Navíc je jejich dynamika popsána mnohem jednoduššími rovnicemi než v případě spojité teorie pole. Do budoucna máme ambici rozšířit tuto metodu na vícerozměrné teorie a složitější typy solitonů, kde by výhody tohoto přístupu mohly být ještě výraznější.

K novému titulu docenta srdečně gratulujeme a přejeme v osobním i akademickém světě mnoho úspěchů!