Objev rezonančního záchytu elektronů

Po skončení studií nastoupil do skupiny atomové fyziky ve výzkumných laboratořích firmy Westinghouse, kde se začal zabývat studiem účinných průřezů srážek elektronů s atomy. Jeho cílem bylo zlepšit experimentální metody pro přesná určení velikosti účinných průřezů. Vypracoval metodu získávání elektronových svazků s nízkou energií, ale s vysokým rozlišením. Jako první prolomil hranici 100 meV, a tím přispěl k renesanci elektronové spektroskopie. Problematika ionizovaných plynů tehdy nebyla středem odborného zájmu, ale – jak se ukázalo – Schulzova volba byla velice šťastná. O tři roky později byl totiž vypuštěn Sputnik, a najednou nabylo velké důležitosti vše, co bylo spojeno s fyzikálními procesy v horních vrstvách atmosféry. Zaslouženou pozornost vzbudila také Schulzova práce věnovaná ionizovaným plynům. Díky skvělému energetickému rozlišení elektronových svazků, které měl k dispozici, byl schopen studovat dramatické změny v účinných průřezech, jež se projevují v úzkých oblastech energií. Tyto procesy jsou spojeny se vznikem rezonancí, kdy přítomnost elektronu v blízkosti atomu vytvoří složený stav atomárního aniontu s dlouhou dobou života. R. 1963 oznámil G. J. Schulz objev rezonance na heliu s energií 19,3 eV. Za tento objev obdržel v roce 1965 od Americké fyzikální společnosti Davissonovu-Germerovu cenu. Na 3. mezinárodní konferenci o fyzice elektronových a atomárních srážek (ICPEAC), která se konala v Londýně v srpnu r. 1963, prohlásil prof. Harrie Massey tento objev za nejvýznamnější v atomové fyzice za posledních dvacet let.

V roce 1966 G. J. Schulz přijal nabídku Yaleovy univerzity, aby pracoval na katedře inženýrství a aplikované vědy. Věnoval se studiu srážek elektronů s molekulami, zabýval se měřením procesu vibrační excitace molekul dopadem elektronu, objevil slavnou „bumerangovou“ strukturu v molekulárním dusíku a studoval proces disociativního záchytu elektronů na molekulách. Jako první a dosud jediný změřil účinné průřezy disociativního záchytu elektronu na molekulách vodíku a deuteria a objevil zde neočekávaně silný izotopický jev. Jeho data jsou dodnes využívána například při studiu procesů v raných stadiích vývoje vesmíru či při modelování procesů v plazmatu. Jeho výsledky jsou shrnuty ve dvou klasických publikacích (viz životopisný rámeček 1 ).

Práce G. J. Schulze měla obrovský význam pro rozvoj teorie srážek elektronů s atomy a molekulami. Pro interpretaci svých měření potřeboval totiž G. J. Schulz teoretického fyzika stejných kvalit, jaké měl sám. Na Yaleově univerzitě našel kolegu Arvida Herzenberga a spolupráce těchto dvou mužů byla nesmírně produktivní. Na jejím základě byla vybudována například rezonanční nelokální teorie procesů, při nichž dochází k výměně energie mezi „lehkými“ elektrony a „těžkými“ molekulami. Dnes je to nejúspěšnější teorie pro popis neelastických procesů srážek elektronů s molekulami.

G. J. Schulz vychoval řadu žáků, z nichž někteří jsou dnes vůdčími osobnostmi v oboru atomové a molekulární fyziky. Jsou to například Leon Sanche z Sherbroocké univerzity v Kanadě, Roger Azria z pařížské univerzity, Paul Burrow z univerzity v Nebrasce-Lincolnu či Alex Stamatovič z Bělehradské univerzity. Od r. 1960 se Schulz dobře znal s Vladimírem Čermákem z tehdejšího Ústavu fyzikální chemie ČSAV v Praze a koncem šedesátých let se na Yaleově univerzitě často stýkal se Zdeňkem Hermanem z téhož pražského ústavu.

Jeho charakteristickým rysem byla silná potřeba rozumět každému detailu spektra, které naměřil. Měl rád hru typu: „Co myslíte, že by se stalo, kdyby…“ a rád kladl tuto otázku teoretikům. Jeho heslem bylo: Nejdříve udělej to, co můžeš, potom to, co chceš.

V roce 1968 se G. J. Schulz velice těšil na návštěvu Československa, ale rychlý nástup normalizace mu v ní zabránil. Do Českoslo-

venska už se nevrátil. Jeho velkou radostí byli dva synové; syn Peter dnes působí na Massachusettské technice, kde se zabývá laserovou komunikací. Schulzova práce je dosud živá. Díky monochromátorům, které byly vyvinuty v jeho laboratoři, je možné studovat i tak složité procesy, jako je například radiační poškození molekul DNA. G. J. Schulz udělal za svůj krátký život skutečně vše, co mohl.