Prof. Spałek - kierownik Zakładu Teorii Materii Skondensowanej i Nanofizyki w Instytucie Fizyki UJ - Nagrodę FNP 2016 w obszarze nauk matematyczno-fizycznych i inżynierskich otrzymał za \"badania układów silnie skorelowanych, a w szczególności za sformułowanie modelu t-J\". Doceniono przełomowy wkład profesora w rozumienie współzależności między magnetyzmem, przejściem Motta i nadprzewodnikami niekonwencjonalnymi.

Laureat rzucił całkowicie nowe spojrzenie na kształtujące się właściwości silnie skorelowanych elektronów, szczególnie na współzależności między magnetyzmem i ruchem elektronów, np. wprowadził koncepcję spinowo zależnych mas oraz podał pierwszy opis termodynamiczny przejścia metal-półprzewodnik w takich układach skorelowanych elektronów.

Fizyka materii skondensowanej stanowi laboratorium badawcze dla całej fizyki. Teoretyczne wyjaśnienie tych zjawisk pozwoli na zrozumienie ich roli w praktyce, np. do konstrukcji magnesów produkujących ultra silne pola magnetyczne, nowego typu urządzeń w zakresie elektroniki kwantowej, czy też przy konstrukcji komputerów kwantowych.

Wybitny wkład do świata fizyki prof. Józef Spałek wniósł w 1977 r., kiedy to opracował model t-J. To standardowy model w teorii układów silnie skorelowanych elektronów. Silne korelacje między elektronami stanowią podstawę wyjątkowych właściwości fizycznych takich układów, jak niekonwencjonalne (wysokotemperaturowe) nadprzewodnictwo i nowe fazy kwantowe.

Model t-J powstał dla opisania domieszkowanego izolatora Motta. Materiały kwantowe, zwane izolatorami Motta, powinny być metalami z punktu widzenia standardowej teorii kwantów. Jednak ułożenie atomów sprawia, że elektrony odpychają się tu silniej niż zwykle i nie chcą ruszać się z miejsca (nie przewodzą prądu elektrycznego). Jeżeli natomiast pewna liczba elektronów zostanie zabrana z takiego izolatora, zaczyna on przewodzić prąd – tak, jak metal. W pewnych, ściśle określonych warunkach, elektrony te zaczynają podróżować po krysztale parami bez jakiegokolwiek oporu, ignorując rozpraszanie o drgające atomy macierzyste i pochodzące od domieszek, i w ten sposób izolator zamienia się w nadprzewodnik wysokotemperaturowy. Dzięki odkryciu nadprzewodnictwa wysokotemperaturowego w takich domieszkowanych miedziowo-tlenowych izolatorach Motta, model t-J stał się jednym z centralnych podejść teoretycznych dyskusji na temat tych materiałów. Prof. Spałek ze swoim zespołem zaproponował ostatnio nowe podejście do wyjaśnienia tego nadprzewodnictwa w oparciu o ten właśnie model i jego rozszerzenie.

Oprócz tego, prof. Spałek zaproponował nową metodę podejścia do układów silnie skorelowanych w postaci tzw. metody EDABI (Exact Diagonalization Ab Intio Approach), która pozwala także na dokładny opis układów nanoskopowych stanowiących podstawę przyszłych urządzeń nanotechnologicznych. Ostatnią pracę na ten temat (2016 r.) opublikował ze swoim zespołem w „Scientific Reports”, czasopiśmie wydawanym przez Nature Publication Group.

Wyniki badań teoretycznych prof. Spałka i jego zespołu nad nadprzewodnictwem wysokotemperaturowym mogą być użyteczne, m.in. do projektowania różnego rodzaju urządzeń diagnostycznych w medycynie (np. w 2015 r. wyprodukowano w USA pierwsze tomografy komputerowe pracujące w temperaturze ciekłego azotu), w magnetycznych pociągach, czy w liniach przesyłowych energii dużej mocy, a przede wszystkim w elektronice i komputerach kwantowych.

Prof. Spałek opublikował ponad 270 prac - w tym około 15 artykułów przeglądowych, około 60 prac opublikowanych w „Physical Review B” i 5 prac opublikowanych w „Physical Review Letters” – cytowanych w sumie ponad 4 tys. razy.

Józef Spałek urodził się w 1945 r. w leśniczówce Szklana Huta na Górnym Śląsku. Studiował fizykę teoretyczną na Uniwersytecie Jagiellońskim. W 1975 r. obronił doktorat na Akademii Górniczo-Hutniczej, a habilitował się w 1981 r. na Uniwersytecie Jagiellońskim. Staże podoktorskie odbył w Imperial College of Science, Technology and Medicine w Londynie oraz na Uniwersytecie Paryskim (Orsayi Villetaneuse). Pełnił funkcję profesora wizytującego na Purdue University i visiting scholar na Uniwersytecie Harvarda w Stanach Zjednoczonych.

W 1993 r. otrzymał tytuł profesora nauk fizycznych na Uniwersytecie Warszawskim. Od 1994 r. pracuje na Uniwersytecie Jagiellońskim. Był też zatrudniony jako profesor zwyczajny i kierownik Linii Badawczej w Akademickim Centrum Materiałów i Nanotechnologii w Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie. Pracował także w Instytucie Fizyki Teoretycznej Uniwersytetu Warszawskiego. Współpracował z wieloma europejskimi i amerykańskimi placówkami naukowymi.

W 2015 r. wydał książkę: „Wstęp do fizyki materii skondensowanej”(PWN), która została wyróżniona jako najlepsza książka naukowo-techniczna roku.

Profesor otrzymał nagrody Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego, Ministra Edukacji Narodowej, Nagrodę Marii Curie-Skłodowskiej PAN, Rektorów AGH, UJ, a także Medal Komisji Edukacji Narodowej (2015) i Nagrodę Prezesa Rady Ministrów (2016).

Jest Laureatem programu MISTRZ (2003) oraz TEAM (2010) Fundacji na rzecz Nauki Polskiej, grantu MAESTRO (2012-2017) Narodowego Centrum Nauki. Został odznaczony Orderem Odrodzenia Polski. Jest członkiem zagranicznym Accademia di Scienze e Lettere z siedzibą w Mediolanie.

PAP – Nauka w Polsce, Karolina Duszczyk

kol/ agt/