Jako každým rokem jsou i v jubilejním roce 2000 v den úmrtí A.Nobela 10.prosince udělovány Nobelovy ceny (NC) za přírodovědné obory fyziku, chemii, fyziologii a medicínu . Kromě toho se udělují také NC za literaturu a mír a od roku se připojilo udělování v tentýž den i ceny Švédské říšské banky na počest A.Nobela, které se také neprávem říká Nobelova cena za ekonomii. Vzhledem k tomu, že v letošním roce končí stoleté udělování NC, je vhodné se nad tímto datem zamyslit poněkud více než v běžných letech, tím spíše, že končí tímto rokem 20.století plné objevů a současně i druhé tisíciletí. Pořádají se ankety na největší vědce 20 století i druhého tisíciletí (milenia). BBC (Britská rozhlasová společnost) uspořádala anketu o největší vědce tisíciletí a získala toto pořadí prvních čtyrech míst: K.Marx, A.Einstein, I.Newton, Ch. Darwin. Je jistě ctí pro fyziku, že druhé a třetí místo obsadili dva význační fyzikové a A.Einstein tak vlastně postoupil i na první místo vědce 20.století a pro biologické vědy, že čtvrté místo bylo přiřčeno Darwinovi . Také časopis Physics World vyhlásil mnohem širší anketu milenia z nichž jedna z nich zněla¹ : Kterých pět fyziků v mileniu nejvýznamněji přispělo k rozvoji fyziky? Po vyhodnocení bylo získáno toto pořadí: 1.A.Einstein, 2. I.Newton, 3. J.C.Maxwell, 4. N.Bohr, 5. W.Heisenberg, další pořadí byla pak obsazena takto: 6. Galileo Galilei, 7. R.Feynman, 8. P.Dirac, 9, E.Schroedinger, 10.E.Rutherford, pak následuje dalších 51 významných fyziků, z nichž 10 je dosud žijících. Ve většině jde o čítankově známé fyziky a nositelé NC. Je zajímavé, že mezi prvních 10 fyziků byl zařazen i E.Rutherford, nositel NC za chemii pro rok 1908. To ukazuje, jak byli ještě v té době fyzikové proti chemikům konzervativní. Jinak je možné pozorovat, že s rostoucími roky 20.století se všechny přírodovědné NC tematicky sbližují a je těžké dnes již správně NC zařadit do příslušného oboru² . Vzhledem k tomu, že jde o sté výročí udělování NC, připomeňme si ještě některé významné údaje kolem NC a i některé významné objevy a objevitelé.

S prvním udělováním NC se začalo v prvním roce 20.století 1901. NC za fyziku získal W.C. Roentgen , za objev rentgenového záření, za chemii J.H. vant Hoff za objevy zákonů chemické dynamiky a osmotického tlaku, za fyziologii a medicínu E.A. von Behring za objev léčení séry zvláště pak záškrtu, za literaturu literárním jménem S. Prudhomme za básnické dílo plné idealismu spojujícího projevy “ srdce i intelektu” a NC za mír získali J.H.Dunant, zakladatel Červeného kříže a F.Passy zakladatel Francouzské společnosti pro arbitráž mezi národy. Za 100 let pak bylo uděleno 89 NC za fyziku pro 162 laureátů, za chemii 100 NC pro 135 laureátů, za fyziologii a medicínu 91 NC pro 173 laureátů, za literaturu 93 cen 95 laureátům a za mír 80 cen 107 laureátům. Ceny švédské banky za ekonomii v počtu 32 byly uděleny 45 laureátům. Celkem tedy bylo uděleno pravých NC za celé století 674. Z významných objevů pro NC uveďme objev radioaktivity ( H. Becquerel, P. a M. Curiovi) objev elektronu (J.J.Thomson)³ , objev difrakce rentgenového záření (M.von Laue, W.H. a W.L.Braggové)⁴ . Mezi další významné objevy patří objevy kvantové fyziky (M.Planck, A.Einstein, N.Bohr, L.de Broglie, W. Heisenberg, E. Schroedinger, P. Dirac, M.Born). Všechny uvedené objevy za fyziku mají dnes však větší význam v chemii. Jinými významnými objevy jsou nízké teploty a jevy nízkých teplot jako je supravodivost, supratekutost, atomová optika (H. Kammerligh-Onnes, J.Bardeen J.R.Schieffer, L.N.Cooper, I. Giever, B.D. Josephson, K.A. Mueller, J.G.Bednortz a další) . Také objev transistoru, polovodičových diod a složitějších elektronických prvků a laserů si zaslouží naší pozornosti (W.H. Brattain, J.Bardeen, W.B.Schockley, A.M. Prochorov, N.G.Basov,C.H. Townes a další). Za významné objevy v chemii získali NC E.Rutherford za objev atomového jádra, M.Curieová za objev radioaktivních prvků, O. Hahn za objev štěpení jader, které se stalo východiskem pro konstrukci atomových bomb a jaderných elektráren. Jistě stojí za zmínku i objev polymerů, tvoření supermolekulových soustav , membrán, fulerénů a jejich derivátů. Objevy z fyziologie a medicíny jsou rozsáhlé. Uvedeme nejznámější z nich jako je objev počítačové tomografie ( 1979, W. Cormack,G.N.Hounsfield) , dvojspirálové struktury kyseliny desoxyribonukleové, která je nositelkou dědičnosti a klíčem pro genové inženýrství a rozluštění genového kódu ( F.H.C. Crick, E.T.S.Walton, M.H.F. Wilkins 1962). Závěrem tohoto stručného seznamu uveďme ještě nositele NC pro poslední rok tohoto století 2000. Jsou to za fyziku J.Kilby, H, Kroemer a Ž. Alfjorov všechny za rozvoj polovodičových prvků pro širokou integraci součastek, za chemii A.Heeger, A.Carlsson, H.Shirikawa za vývoj elektricky vodivých polymerů. Za fyziologii a medicínu získali NC P.Greengard, A.Carlsson, E.Kandel za objevy látek zodpovědných za přenos informací v mozku. NC za literaturu pro rok 2000 získal Číňan žijící ve Francii Sing- tien Kao za literární dílo univerzální platnosti, hlubokých postřehů a jazykové vytříbenosti, za mír pak patří NC jihokorejskému prezidentovi Kim Te-džungovi za přínos k nastolení míru mezi oběma korejskými státy a v širším měřítku i na celém asijském kontinentu. Cena za ekonomii byla přiřčena dvěma americkým profesorům ekonomie J.J.Heckmanovi a D.L.McFaddenovi za mikroekonomické anlytické metody při chování jednotlivců a domácností v ekonomice a jiných sociálních vědách.

Nyni zaostříme pozornost již více k přírodovědným NC za fyziku, chemii, fyziologii a medicínu pro jubilejní rok 2000. Na každou NC a tedy i za fyziku připadlo letos 38mil.Kč, z toho polovinu si mezi sebe rozdělí sedmdesátiletý Žores Alfjorov , a 72 letý Herbert Kroemer a druhá polovina připadne Jackovi Kilbyovi . První z nich působil na Fyzikálnětechnickém Institute A.F. Joffea v Petrohradě, jehož je dnes ředitelem. Druhý pracuje na kalifornské univerzitě v Santa Barbaře. Svou část NC dostali za vývoj polovodičových heterostruktur užívaných při ultrarychlé komunikace a v optoelektronice. Třetí z nich 77letý J.S.Kilby za vynález integrovaných obvodů. V obou případech nejde o zásadní fyzikální objev, ale o významné a rozsáhlé aplikace, které zasáhli do každodenního života. Polovodičové heterostruktury pomohly vytvořit nízkošumové vysokofrekvenční zesilovače, používané v družicových spojích, mobilních telefonech , heterostrukturní lasery pak pro optické spoje, čtecí hlavy CD přehrávačů , čtecí zařízení čarových kódů. Do této kategorie patří i laserové diody užívané ve spojích se sklovými vlákny. Heterostruktury přispěly i k dalším základním objevům jako jsou kvantové Hallovy jevy⁵ .

Polovinu NC získal J.Kilby za vynález integrovaných obvodů, které vytvářel za spolupráce R.Noyce, který zemřel v roce 1990 a NC se nedočkal. Významé použití integrovaných obvodů je v kapesních kalkulátorech, jejichž je Kilby vynálezcem⁶ .

Také za fyziologii a medicímu byla udělena NC třem laureátům, a to A:Carlssonovi z Goeteborgské univerzity,P.Greengardovi z Rockfellerovy univerzity USA a E.R.Kandelovi, videňskému rodákovi z Kolumbiské univerzity USA. NC získali za objevy přenosu signálu v nervové soustavě. A.Carlsson zjistil, že přenašečem signálů je v mozku dopamin, který ovládá pohyby těla. P.Grenngard objevil, jak působí dopamin a jiné přenašeče na činnost nervové soustavy, kde důležitou úlohu při reakcích hrají klíčové proteiny. E.Kandel pak objevil , jak lze ovlivňovat účinnost nervových spojů a jak jejich změny působí na krátkodobou , dlouhodobou paměť a učení.

NC za chemii pro rok 2000 získali rovněž tři vědci, kteří se rozdělí o cenu rovným dílem, a to A.Heeger⁷ z Kalifornské univerzity USA,A.G.MacDiarmid⁷ z Pennsylvánské niverzity a H.Shirakawa⁷ z Tsukubské univerzity, Japonsko. Všichni tři se podíleli na vývoji polovodivých a vodivých polymerů z počátku odděleně a pak ve vzájemné spolupráci. A.J.Heeger se narodil v roce 1936 v Sioux City Iova, USA. Je profesorem fyziky a ředitel institutu polymerů a organických pevných látek na Kalifornské univerzitě. A.G. Macdiarmid narozený v roce 1927 v Mastertonu na Novém Zelandu je profesorem chemie Pennsylvánské univerzity a H.Shirakawa narozený v roce 1936 v Tokyu je profesorem chemie v institutu materálových věd Tsukubské univerzity v Japonsku. Všichni tři přišli s objevem polovodivých a vodivých polymerů ke konci 70tých let tohoto století a které mají velký význam v materiálových vědách a aplikacích. Používají se jako antistatika, stínítka elektromagnetického záření pro počítače, jako inteligentní okna proti slunečnímu záření. Jako polovodiče našly uplatnění ve světelných diodách, slunečních bateriích, v mobilních telefonech , plošných a miniaturních televizních obrazovkách. Počítá se s nimi jako konstrukčními prvky pro plošná osvětlovací tělesa, plošné lasery a v řadě dalších použitích. Pro své výzkumy zvolili polymery se střídavou jednoduchou a dvojnou vazbou jako má např. uhlovodík polyacetylen⁷. Elektrony p dvojné vazby nejsou silně lokalizovany a po vnesení do polymeru elektronů (redukcí) nebo jejich oddálením (oxidací) se dosáhne polovodičové až kovové vodivosti polymerů.. Oxidaci prováděli jodovými parami, čímž se zvýšila původní vodivost polymerů až 10⁹ násobně. Redukce byla prováděna alkalickými kovy. Jodový iont přitáhne elektron a spolu s ionty jodu tvoří polarony. Jsou-li polyacetylenové řetězce silně oxidovány, vytvářejí kondenzované polaronové páry-solitony.Na vodivosti se pak tedy podílejí, díry, polarony a solitony.

Polovodivé a vodivé polymery vnášejí do elektroniky a elektrotechniky podobný revoluční přínos jako přinesly a přinášejí vysokoteplotní supravodiče.

Literatura

1. Durrani,P., Rodgers,P.: Čs.Čas.Fyz (CKCFAH) 50 , 119( 2000)

2 . Sodomka,L., Sodomková, Mag.: Nobelovy ceny za fyziku, SetOut Praha 1997.

3 . Sodomka,L.: MFI 7,211(1997)

4 . Sodomka,L., Sodomka,J. :T98, 41, 33 (1998)

5. Sodomka,L.: MFI 6 ,316(1997)

6. Sodomka,L: MFI 8(1999)606.

7 . Internet http:// nobel.se/chemistry/ anouncement/2000/phyinfoen. html/

Internet http:// www.sweb/LubomirSodomka/ nebo seznam/sodomka/lubomir/ Nobelovy

ceny