A Szegedi Fizika Napja, a Szegedi Tudományegyetem Fizikai Intézete által évente meghirdetett bemutató rendezvény idén is mintegy 100-150 látogatót, zömmel középiskolás diákot vonzott az ELI ALPS kutatóintézetbe. A cél az volt, hogy az SZTE fizikusai a tanulók számára élményt adjanak a fizikából, megismertessék a kutatómunka érdekességeit, hogy a diákok a fizikát ne pusztán a többi közül egyik iskolai tantárgynak tekintsék.

A fizika a természet megismerésének módja, törvényei az egész világegyetemben érvényesek; a fizika kulcs a világ megértéséhez, eszköz a véges erőforrások okos használatához; a fizika az ésszerűen gondolkodó ember alapvető igénye, amely számos határtudománynak adott fogalmakat és modelleket; és a fizika mindemellett még érdekes is – derült ki Dr. Szabó Gábor megnyitójából és Dr. Krausz Ferenc, Dr. Varjú Katalin és Dr. Paragi Gábor előadásaiból.

Prof. Dr. Szabó Gábor, az ELI ALPS ügyvezetője, az SZTE fizika professzora megnyitja a Szegedi Fizika Napját. Fotó: Balázs Gábor

A bolygót nem lehet megmenteni anélkül, hogy megértenénk a problémáit; az utcán kiabálás lehet, hogy tisztítja a tüdőt, de a környezeti kérdéseken csak az fog segíteni, ha megismerjük őket – mondta megnyitójában Dr. Szabó Gábor, az SZTE fizika professzora: – Én magam jó pár éve ijesztgetem a fizikus hallgatókat, de állítom, hogy nincs olyan fizikai összefüggés, ami különösebb bajt okozna, ha eltűnne az emberek fejéből. Nagy bajt okoz viszont, ha a megértés iránti igény tűnik el belőlünk. Dr. Szabó Gábor szerint ugyanis a fizika nem „egy tantárgy”, hanem a minket körülvevő természet megértésének tudománya, amely számos határtudományban van jelen.

Dr. Szabó Gábor a diákok előtt is elmondta, büszke arra, hogy a 2023-as fizikai Nobel-díjat elnyerő három fizikus közül Krausz Ferenc és Anne l’Huillier munkája az ELI ALPS-hoz is kapcsolódik. Jelenleg a világon a szegedi ELI ALPS nyújtja a legtöbb attoszekundumos alkalmazási lehetőséget és ehhez kapcsolódó technikát.

Krausz Ferenc a Max Planck Intézet München melletti Garchingban lévő attoszekundumos kutatási laboratóriumából jelentkezett be élőben. A fizika miért is a legszebb hivatás? Krausz Ferenc válasza az, hogy induljunk egy képzeletbeli utazásra egy idegen bolygóra, azzal a céllal, hogy ott megtaláljuk a megélhetés feltételeit. Talán egyedül a fizikáról lehet elmondani, hogy a Földön megtanult szakmát, egy idegen bolygón is használni tudjuk.

- Nagyszerű érzés, hogy amit az ember megtanult, az a világmindenség bármely részén érvényes, hiszen a fizika törvényei jelenlegi tudásunk szerint általános érvényűek – mondta a Nobel-díjas kutató.

Krausz Ferenc professzor élő bejelentkezése a Max Planck Intézet müncheni attoszekundumos laboratóriumából. Fotó: Balázs Gábor

Krausz Ferenc professzor is kitért arra, hogy a fizika elengedhetetlen a klímaváltozás hatásainak megértéséhez, példaként hozta fel, hogy a 2021-es Nobel-díjat az éghajlatkutatás komplex rendszereinek modelljeiért ítélték oda. Nem valószínű, mondta, hogy az emberiség felhagy majd a repüléssel, de az üvegházhatású gázkibocsátás csökkentését úgy is el lehet érni, ha könnyebb, erősebb anyagokból építhetünk repülőgépeket. A karbon nanocsövecskékből álló anyag súlya például töredéke az alumíniumnak, ugyanakkor a szilárdsága az acél sokszorosa; mire is képes a fizika: egy 1 milliméter átmérőjű, damilhoz hasonló szén nanocsöves cérnaszál 6 tonnányi súlyt bír el. Krausz Ferenc szerint az ilyen eredményekhez az anyagot az elektronok szintjén kell megérteni.

A fizikus megismertette fiatal hallgatóságát Magyarországon folytatott molekuláris ujjlenyomat kutatási programjával is, amelyre reményei szerint a jövő megelőző orvoslása építhető majd fel. Krausz Ferenc negyedik éve folytatja Magyarországon a vérminták lézeres kutatását és elemzését, amelyben arra keres választ, hogy a módszer alkalmas-e a teljes egészségi állapot monitorozására. Jelenleg a programban 10.000 egészséges embertől vesznek rendszeresen vérmintát, és ezeknek vizsgálatából lesz lehetséges az esetleges betegségek korai diagnosztizálása. A Nobel-díjas kutató erre a célra alapította a Molekuláris- Ujjlenyomat Kutató Központot, amelynek két alapvető tevékenysége is a szegedi kutatási agglomerációhoz kapcsolódik: a jelenlegi mintegy 40.000 vérmintát a Szegedi Tudományegyetem Biobankjában tárolják, a minták infravörös lézeres vizsgálatát pedig az ELI ALPS-ban dedikált laboratóriumban folytatják majd.

- Hátralévő életem legfontosabb célja, hogy Magyarországon rakhassuk le a jövő megelőző orvoslásának alapjait – zárta mondandóját Krausz Ferenc.

A Nobel-díjas fizikus a jelenlévő középiskolások kérdéseire is válaszolt. Mit tanácsolna a pályakezdő fiataloknak, milyen kutatási terület felé induljanak el? – szólt az egyik kérdés Krausz Ferenchez. Nem szeretne valamelyik irányba tanácsot adni, mondta a kutató, sőt az ellenkezőjét tanácsolná inkább: az első időszakban minél több irányban, minél nagyobb nyitottsággal nézzenek körül. Azzal foglalkozzanak, hogy a különböző tudományterületek milyen kérdéseket vetnek fel. Így aztán előbb-utóbb megtalálhatók azok a kérdések, amelyekre egy élet kutatómunkáját érdemes rászánni. Krausz Ferenc idézte Rubik Ernő mondását (és ajánlotta Cubed című könyvét), miszerint az egyik legnehezebb dolog az életben a helyes kérdés megkeresése.

- Azt tanácsolnám, ne legyünk restek ezt megtalálni! Attól kezdve a „work-life balance” vagyis a munka és a magánélet összekapcsolódása nem lesz megoldhatatlan, hanem igazából fel sem vetődik. Ha megtaláltuk a helyes kérdést és az abból adódó feladatokat, akkor attól kezdve abban a kiváltságos helyzetben leszünk, hogy a munkát a hobbinknak tekintjük – búcsúzott élő bejelentkezésében Krausz Ferenc az SZTE Fizikai Intézet középiskolásoknak szóló napján.

A Budó Ágoston Fizikai Feladatmegoldó Verseny nyerteseit Prof. Dr. Varjú Katalin kalauzolja az ELI ALPS egyik lézeres laboratóriumában. Fotó: Balázs Gábor

Az eseményen Prof. Dr. Varjú Katalin, az ELI ALPS tudományos igazgatója a kutatóintézettel kapcsolatos Nobel-díjas eredményekről és az intézetben folyó attoszekundumos kutatásról beszélt a diákoknak. Megtudhatták, hogy az ELI ALPS lézerei a széles körben elterjedt alkalmazásokhoz képest elsősorban ultrarövid impulzusok időtartama, az extrém nagy csúcsteljesítmény és a nagy ismétlési frekvencia miatt különlegesek. Az ELI-ben jelenleg 9 nagy lézerrendszer működik és ezek közül mindegyik egy-egy fontos paraméterben élenjáró a világon. Jellemző erre az optimalizálásra, hogy például a SYLOS lézer 1 másodperc alatt 1000 felvillanást tud (vagyis 1KHz ismétlési frekvenciájú), egy felvillanása körülbelül 10 femtoszekundum (vagyis 10¹⁴ s) ideig tart és egy impulzusban 57 J energia van. A nyaláb átlagteljesítménye ezzel 50W körüli, a csúcsteljesítménye pedig 5 TW (5x10¹² W) lesz. Ez a paksi erőmű 2600 szorosára koncentrált teljesítményt jelent. Ezzel a csúcsteljesítménnyel a fényt olyan erős kölcsönhatásba lehet hozni az anyaggal, ami a hidrogénatomban az elektront a proton közelében tartó Coulomb-erővel összemérhető.

Dr. Paragi Gábor előadásának témája a molekuláris biológiában használt számítógépes modellalkotás volt, amelyben külön kiemelte azokat a fogalmakat, amelyek a newtoni fizikai modellben gyökereznek. Az SZTE oktatója példákat adott arra, hogy mekkora jelentőségűek a megfelelő fogalmak alapján alkotott modellek, amelyek a korábbi kísérleteket megmagyarázzák, és újabb kísérletekhez adnak ösztönző előrejelzést. Dr. Paragi Gábor bemutatta a diákoknak a gyógyszerkutatás számára használt modellezés közelítő módszereit.

Ismerkedés a lézersakkal. Fotó: Balázs Gábor

Az előadások után a diákok csoportos programokra indultak; ezek a regisztrációt igénylő látogatások már napokkal az esemény előtt beteltek. Az érdeklődőknek Dr. Zimányiné Horváth Vera tartott előadást az ELI ALPS a lézeres alkalmazásairól a Fókusz látogatóközpontban, Dr. Czirják Attila pedig idén is megtartotta egyetemi mintaóráját a kvantumfizikából, amely a diákok számára azt az élményt nyújtotta, mintha egy valóságos egyetemi szemináriumon ülnének. A szünetekben a diákok az ELI ALPS előterében kihelyezett kísérleti elrendezésekről kérdezhették a standok fizikusait és mérnökeit. Dr. Kovács Attila, a Szegedi Tudományegyetem Optikai és Kvantumelektronikai Tanszékének oktatásért felelős tanszékvezető-helyettese örömmel állapította meg, hogy a tanszék standjánál több középiskolás diák is részletesen érdeklődött az SZTE újonnan meghirdetett fizikus-mérnöki Bsc szakja iránt.

Érdeklődők az ELI ALPS előterében elhelyezett kísérleti eszközöknél. Fotó: Balázs Gábor

A helyszínen megszólított középiskolások közül a legtöbben a lézerkutató intézet laboratóriumi környezetére voltak kíváncsiak. Az ELI kutatási blokkjába látogató diákok olyan helyen is jártak, ahonnan egy szinttel magasabbról be lehetett tekinteni az ELI ALPS nagy intenzitású petawattos lézerének csarnokába. A tényleges laboratóriumi látogatás a Budó Ágoston Feladatmegoldó Versenyen helyezést elért középiskolások nyereménye volt; ide Dr. Varjú Katalin kalauzolásával az ELI tisztatéri szabályainak megfelelő ruházatba öltözve be léphettek be a diákok.

Ezúttal sem telt le a fizikanap anélkül, hogy az SZTE mutatványos mestertanára, Ignácz Ferenc pazar kísérleteire ne teljen meg a konferenciaterem. Sokan már tavaly, tavalyelőtt is végignézték a látványos fizikai showt, és volt diák, aki meg tudta mutatni, Ignácz Ferenc tavaly hol is találta el a nitrogénes flakon-lövedékkel a terem mennyezetét. Idén egyébként a jelenlévők derültségére kis híján ugyanoda talált a terem végében felállított „ágyúból” kilőtt flakon. Ignácz Ferenc idén is elhozta gázlángokkal illusztrált akusztikus kísérletét, a diákok újra láthatták a szárazjéggel felfújható, majd lehűtve visszaszívódó lufit, a vonóval megrezgetett rézlapon szabályos ábrákba rendeződő szemcséket, a magdeburgi féltekéket, amelyek a vákuum miatt széthúzhatatlanná váltak, a Bernoulli-elv miatt a lefelé fordított tölcsérből sem kipottyanó pingponglabát és még jópár ámulatot okozó mutatványt, amelyeknek Ignácz Ferenc a fizikai hátterét is ismertette röviden.

Ignácz Ferenc mestertanár, az SZTE TTIK Fizikai Intézet tudományos munkatársa. Fotó: Balázs Gábor

A Szegedi Fizika Napjának zárása idén is a Budó Ágoston Fizikai Feladatmegoldó Verseny eredményhirdetése volt, amelyen kiderült, hogy az SZTE Fizikai Intézetének híre és hatóköre messze túlterjed a Dél-Alföldön. A verseny kategóriáiban két szegedi (Radnóti Miklós Gimnázium), két kecskeméti (Bányai Júlia Gimnázium és Bolyai János Gimnázium) első helyezés mellett egy-egy első díjat kapott a nagyenyedi Bethlen Gábor Kollégium és a székelyudvarhelyi Tamási Áron Gimnázium is. (A verseny eredményeit itt találja meg.)

A hazafelé tartó középiskolások szavaiból kiderült, sokszínű, hétvégi programnak is tökéletesen beillő élmény volt a Szegedi Fizika Napja. Legfőképpen pedig nemcsak a kísérletek önmagukban is izgalmas világa ragadta meg a figyelmüket, hanem célba jutott az előadások üzenete is: új fizika van kibontakozóban, amely nem korlátozódik saját hagyományos kutatási területére, hanem a biológiával, kémiával, mérnöki tudományokkal és informatikával együtt ér el bámulatos kutatási eredményeket.