Előfizetés a lapra

Fizika, a gondolkodás magasabb szintje

A hét kutatója, fizika, interjú

2018/12/14

Már iskolás korában kiemelkedő eredményeket ért el a matematika és fizika versenyeken. Mindig is érdekelték a természet jelenségei, az őt körülvevő környezet változásai és imádott kísérletezni. Egyszerre felvételizett a Zene­művészeti Főiskolára és a fizika szakra, amire még a gimnáziumi fizikatanárnője buzdította. Végül fizikus lett, ma pedig a Wigner Kutatóközpont Szilárdtestfizikai és Optikai Intézetének igazgatója és kutatója. Lapunk e heti számában Czitrovszky Aladárral beszélgettem a fizika fontosságáról és jövőjéről.

(KONDOR BOGLÁRKA FELVÉTELE)

– A Kiválósági Együttműködési Prog­ram 2014 és 2017 között zajlott le. Milyen eseményeken, konferenciákon vettek részt ezalatt kollégáival?

– Az MTA által támogatott program során az egyik célunk az volt, hogy szorosabbá tegyük az együttműködéseket más intézményekkel, valamint szerettünk volna új és maradandó eszközöket alkotni, melyeket az egyetemi hallgatók és szakemberek az oktatásban és a kutatásban egyaránt tudnak alkalmazni. A munka során a Budapesti Műszaki Egyetem Atomfizika Tanszékével, valamint a Miskolci Egyetem Fizika Tanszékével és Fizika Intézetével álltunk kapcsolatban. Emellett a CERN-nel is volt egy nemzetközi együttműködésünk a lézerfénnyel történő részecskegyorsítás terén, mely teljesen új módszernek számít ezen a szakterületen. A folyamathoz elég lenne egy labor méretű kísérlet, melynek fontos része a homogén plazma. Az ilyen plazmát laboratóriumi körülmények között próbáltuk meg létrehozni itt a kutatóközpontban. Nemzetközi együttműködés lévén több szimpóziumot is szerveztünk itthon, külföldi kollégák meghívásával. A konzorciumi együttműködés során (Wigner Kutatóintézet, Miskolci Egyetem, Budapesti Műszaki Egyetem) megbeszéltük a munkamegosztást és a fő tevékenységek lebonyolítását. Szerencsére a résztvevő intézményekkel könnyedén zajlott a munka, így a program befejeztével számos eredmény jött létre.

– Visszatekintve milyennek látja a Műszaki Egyetemmel és a Miskolci Egyetemmel a közös munkát?

– Évtizedek óta kapcsolatban állunk mindkét intézménnyel, ezért a közös munka kifejezetten jónak mondható. A Miskolci Egyetem számára korábban terveztünk olyan nagypontosságú mérőberendezéseket, amelyekkel szerszámgépeket lehet minősíteni. Ezeket most részben továbbfejlesztettük, részben új berendezéseket építettünk, amelyek a lézeres méréstechnikán alapulnak. A projekten belül foglalkoztunk olyan lézerspektroszkópiával is, mely a lézer-indukált letörési spektroszkópia és a Raman-spektroszkópia ötvözése. Leegyszerűsítve, az egyik lehetőséget ad az anyag összetételének vizsgálatára, a másik pedig lehetővé teszi az anyag szerkezetének vizsgálatát. Ezt a Műszaki Egyetemmel közösen kutattuk. Ott egy spektroszkópiai laboratóriumot fejlesztettünk tovább. A harmadik kutatási témánk a lézeres részecskegyorsításhoz kapcsolódott. A kollégák ezen a területen a laboratóriumi kísérletek során plazmadiagnosztikai módszerekkel vizsgálták a lézerrel gerjesztett plazmák homogenitását. A kutatásokról több mint 15 tudományos publikáció született a három év alatt és 2 új laboratórium jött létre.

– Bemutatná a Miskolci Egyetemen létrejött új oktató-kutató laboratóriumot?

– Miskolcon az ottani kollégákkal közösen egy optikai mérőlaboratóriumot hoztunk létre, ahol interferométereket fejlesztettünk. Ezek a berendezések nagyon pontos és precíz mérésekre alkalmasak. A lézerfény és az inter­fero­metrikus módszerek segítségével képesek vagyunk a méter milliomodrészének mérésére, amit számos területen lehet alkalmazni.

– Mi az interferometria?

– Az interferometria lényege a fényhullámok amplitúdójának és fázisának mérése a hullámok interferenciája során. A fényhullámokat szétosztjuk két irányba az interferométer karjaiba (mérő- és referenciaágakba), aztán azokat újra egyesítve vizsgáljuk a hullámok paramétereinek változásait, és azokat követve nagy pontossággal meghatározzuk a mérőkar elmozdulásának, sebességének vagy gyorsulásának értékét. Ezekből pedig meghatározható például a nagyon kis amplitúdójú mechanikai rezgések spektruma.

– A munkában fiatal kollégák, hallgatók is részt vettek. Ilyenkor megtapasztalható a generációk közötti szakadék?

– Intézetünk egyik fő feladatának tekinti az utánpótlás nevelését. Fokozott figyelmet fordítunk arra, hogy minél több fiatalt bevonjunk a kutatásainkba, miközben nemcsak hazai, hanem európai szinten is versenyzünk a fizika intézetekkel, melyek érthető okokból (például magasabb fizetés) jobban vonzzák az ifjú szakembereket.

– Hogyan próbálják magukhoz csábítani a fiatal kutatókat?

– Folyamatosan fejlesztjük az infrastruktúrát, elsősorban a laboratóriumokat és azok műszerezettségét. Ez lehetőséget ad a színvonalas kísérletek lebonyolítására. Úgy tapasztalom, hogy a fiatal és idős kutatók között nincs jelen generációs szakadék. Igyekszünk megteremteni egy közvetlen, kollegiális, barátságos légkört, ahol a fiatalok szeretnek dolgozni, valamint biztosítjuk az egyes konferenciákra történő utazásaikat. Emellett kiterjedt kapcsolati hálóval rendelkezünk, amit folyamatosan bővítünk. Az 5. Európai Keretprogramban elnyertük a Centre of Excellence címet, így jelenleg mintegy 40 kutatóintézettel állunk szoros kapcsolatban. Sok fiatal kutatónk számára biztosítjuk a kiutazást és a hazatérést. Utóbbiban nagy segítségünkre szolgál a Lendület-program, mely pályázati lehetőségeivel támogatja a külföldről visszatérő tehetséges fiatalokat.

Lézerlabor

– Kutatói tevékenységeik során az in­ter­fe­ro­­­metriával, spektroszkópiával és plazmadiagnosztikával is foglalkoztak. Miként jelennek meg mindennapjainkban, a gyakorlatban ezek a technológiák?

– Ezeket elsősorban a műszaki területeken alkalmazzák, ahol szubmikronos, a milliméter ezredrészénél is pontosabb mérésekre van szükség, ilyen például egyes esetekben a geometriai paraméterek, a vibráció, a stabilitás vagy a megmunkálási pontosság meghatározása. Az interferometriai technikák megjelennek a gépiparban, valamint az optikai iparban – például a fényképezők lencséjének megmunkálása és azok ellenőrzése során fontos szerepet játszanak a felületek minőségének ellenőrzésénél. A különböző spektroszkópiai módszereknek igen széles alkalmazási területe van, például a farmakológiában, a biológiában, az anyagtudományban, az élelmiszeriparban, a vegyiparban és több más területen, ahol az anyag összetételét és struktúráját kell vizsgálnunk. Emellett a Raman-spek­tro­sz­kópia alkalmas arra is, hogy megállapítsuk, természetes vagy szintetikus gyémánt található-e ékszereinkben. A plazmadiagnosztikát többek között az anyag különleges állapotának vizs­gá­la­tai során alkalmazzák.

– Ön milyen gépeken végez kísérleteket itt, a Wigner Kutatóintézetben?

– Főként lézeres berendezésekkel dolgozom. Ezeknek ma már számos típusa ismert, melyek egyes fajtáit mi fejlesztettük ki. Ilyen például az üreges katódú lézer vagy a hélium-kadmium lézer. Magyarországon az első lézert 1963-ban, itt a Köz­­ponti Fizikai Kutatóintézetben hozták létre. Mostanában Prága és Bukarest mellett is létesültek nagy lézerközpontok, itthon pedig Szegeden épült egy ilyen komplexum, mely­nek létrehozását a mi intézetünk kezdeményezte.

– Mi minden mérhető a lézerek segítségével?

– A lézereknek széles alkalmazási területe van a lézeres nyomtatóktól a CD-lejátszókon, az árleolvasókon, a különböző mérőműszereken keresztül a diagnosztikai berendezésekig. A lézeres mérések optikai alkatrészekből, detektorokból, elektronikai egységekből épülnek fel. A detektorok érzékelik a fényhullámok paramétereit, nyomon követik azok változásait. Az elektronikai egységek nagy időbeli felbontással képesek követni a fotoelektromos jeleket. Lézeres optikai műszerekkel mérhető például a levegőben található aeroszol részecskék mérete és koncentrációja, vagy azok optikai paraméterei. A kapott adatokat végül a számítógépek dolgozzák fel, így jutunk a táblázatokhoz, görbékhez, diagramokhoz, amelyeket könnyebb elemezni.

– Fizikusként volt valaha példaképe?

– Egyetlen példaképem nincs, de nagyon tisztelem azokat a magyar fizikusokat, akik a XIX–XX. században lényegesen nehezebb körülmények között alkottak, munkálkodtak és világraszóló eredményeket értek el. Itt gondolok Eötvös Lorándra, Jedlik Ányosra, Konkoly-Thege Miklósra, Bay Zoltánra, Zsigmondy Richárdra és másokra.

– Hogyan látja a fizika mint tudomány jövőjét?

– A fizika, különösen a kvantumszámítógépek rohamos fejlődésnek indultak és ezeknek fontos szerepe lesz a kommunikáció és a kriptográfia korszerűsödésében. Emellett úgy érzékelem, a legnagyobb áttörések az egyes tudományok határterületein jelennek meg. Ilyen a géntechnológia és az optika, melynek segítségével egészen részletesen lehet tanulmányozni a gének összetételét és struktúráját. A kvantumkémia és a kvan­tumfizika összekapcsolása során optikai módszerekkel nyomon követhető a kémiai molekulák átalakulása, de hasonló lehetőségeket rejt még az orvostudomány, a fizika és a biokémia, valamint az információs technológia és a kvantumoptika határmezsgyéje. Itt a Wigner Kutatóközpontban a kvantumtechnológiai, géntechnológiai és farmakológiai programoktól várhatók a legújabb eredmények. A legnagyobb lehetőségeink a kvantumtechnológia területén lesznek, ahol egy 3,5 milliárdos Nemzeti Kutatási Programot koordinálunk.

KONDOR BOGLÁRKA

 

2018/16