Fizikai Nobel-díjban részesült Krausz Ferenc

Krausz Ferenc, a Magyar Tudományos Akadémia külső tagja, a müncheni Ludwig-Maximilians Egyetem kutatója, a németországi Max Planck Kvantumoptikai Intézet igazgatója részesült megosztott fizikai Nobel-díjban. A magyar és osztrák állampolgársággal rendelkező kutató Németországban él. 2014-ben a Thomson Reuters a legbefolyásosabb tudományos elmék közé sorolta. Krausz professzort a fizikában nyújtott kiemelkedő tevékenységéért több mint 40 nemzetközi díjjal, kitüntetéssel, címzetes professzori címmel és doktori címmel tüntették ki.

Krausz Ferenc, Pierre Agostini és Anne L’Huillier részesültek a díjban az attoszekundumos fizika terén elért eredményeik, vagyis a másodperc milliárdszor milliárdod része alatti történéseket vizsgáló fizikai kutatásaik alapján.

Krausz Ferenc móri születésű magyar fizikus, 1985-ben párhuzamosan szerzett villamosmérnöki oklevelet a Műegyetemen és fizikusi diplomát az ELTE TTK-n – írja az MTA. 2003-ban a németországi Garchingban található Max Planck Kvantumoptikai Intézet igazgatójává nevezték ki, emellett 2004 óta a müncheni Lajos–Miksa Egyetem (Ludwig-Maximilians-Universität) Kísérleti Fizika Tanszékének vezetője.

Már az 1990-es évek elején érdeklődésének középpontjába került a térben és időben egyre kisebb méretek vizsgálata ultrarövid időtartamú fényimpulzusok felhasználásával. Ezt az akkoriban robbanásszerű fejlődésnek induló femtoszekundumos lézertechnológia tette lehetővé, amelynek tökéletesítésében Krausz Ferenc is úttörő szerepet vállalt az SZFKI (a mai Wigner FK) lézerfizikus kutatóival szoros együttműködésben.

A kutatómunka eredményeként a világon az első attoszekundumos fényimpulzusokat Krausz Ferenc csoportja állította elő és mérte meg a 2000-es évek elején.

Ezzel a professzor először végezhetett valós idejű megfigyeléseket az elektronok mozgásáról atomi léptékben.

Jelenleg orvosi-diagnosztikai területen kutat, a femtoszekundumos és attoszekundumos technológiát használja vérminták elemzésére, illetve az összetételükben bekövetkező apró változások kimutatására. A csoport azt vizsgálja, hogy ezek a változások elég specifikusak-e ahhoz, hogy lehetővé tegyék a daganatos betegségek egyértelmű diagnosztizálását azok kezdeti szakaszában.

Az attoszekundumos fizikával jól vizsgálható az elektronok viselkedése, így hozzásegíthet a molekulák szerkezetváltozásainak értelmezéséhez. Az itt kapott eredmények révén új orvosi képalkotó eljárások születhetnek, és a molekuláris szerkezetváltozások jobb megértése a gyógyszerfejlesztésben is jelentős előrelépést hozhat. Az attoszekundumos fizikának számos lehetséges alkalmazása van, többek között a személyre szabott egészségügyi ellátás területén is. Az attoszekundumos fizika kulcsfontosságú lesz az elektronalapú információfeldolgozás végső sebességhatáráig, a fénysebességig történő előmozdításában.

Krausz 2022-ben fizikai Wolf-díjat is kapott társaival az ultragyors lézertudomány és attoszekundumos fizika területén végzett úttörő szerepéért. Ekkor készült vele az az átfogó interjú, amelyben elmagyarázta, hogy miről is szól ez a kevesek által értett és művelt tudományág: „Egy attoszekundum a másodperc milliárdod része: egy nano-nanoszekundum. Az attoszekundumos fizika a mikrovilág elektronmozgásának tudománya. Ezeket a mozgásokat az elektronok és a fény kölcsönhatása váltja ki. A látható fényhullámok által rájuk gyakorolt erő néhány száz attoszekundum alatt megváltoztatja erejüket és irányukat. Az elektronok ezekre a hipergyors változásokra úgy tudnak reagálni, hogy ugyanezen a felfoghatatlanul rövid időskálán megváltoztatják állapotukat (helyzetüket, sebességüket)” – magyarázta a professzor.

Akár atomokban, akár molekulákban, akár nanoszerkezetű szilárd anyagokban – az anyag, az élő szervezetek, illetve az elektronikus áramkörök alapvető építőköveiben – történik, ezeknek az oszthatatlan elemi részecskéknek a mozgása messzemenő következményekkel jár – az életünkre és modern társadalmunkra nézve egyaránt.

Az atomi méretű elektronikus mozgások felelősek a fény (beleértve a lézerfényt is) előállításáért, a kémiai kötések kialakulásáért és felbomlásáért, ami megváltoztatja a biomolekulák szerkezetét és működését az élő rendszerekben, valamint az információ lehető leggyorsabb feldolgozásáért. Ahhoz, hogy a betegségek eredetét a legalapvetőbb szinten megértsük, vagy az információfeldolgozást a végső sebességhatárig fejlesszük, meg kell értenünk az elektronok mozgását. Ez a létfontosságú mozgás jellemzően több tíz-száz attoszekundum alatt bontakozik ki.

Az attoszekundum-fizika fiatal tudományága először nyújt eszközöket és technikákat az elektronok mozgásának és a fényhullámok oszcillációinak közvetlen eléréséhez. Az attoszekundumos fizika a századfordulón jelent meg, amikor Bécsben megszülettek az attoszekundumos fényimpulzusok. Az elmúlt két évtizedben a technológia világszerte elterjedt.

A magyar tudóst évek óta az esélyesek között tartják számon a témák felkapottsága és az idézettségi index alapján.

2022-ben a Wolf Alapítvány magyar–osztrák fizikusként mutatta be díjazottját. Ezután megkérdezték tőle, hogy magyarnak, osztráknak, netán németnek tartja-e magát. Így válaszolt:

„Elsősorban magyar vagyok, aki nagyon sokat köszönhet Ausztriának is. Azok a kutatási eredmények, amelyekért utóbb díjaztak, Bécsben alapozódtak meg. Ugyanakkor Németország, azon belül is a Max Planck Társaság és a Ludwig Maximilian Egyetem, illetve a müncheni környezet, az ott dolgozó megannyi kiváló, köztük számos világhírű szakemberrel teremtette meg az ideális körülményeket kutatásaim folytatására.

De a szívem akkor is magyar maradt, amikor megkaptam – a magyar mellé – az osztrák állampolgárságot is.”

A már említett interjúban azt is megkérdezték tőle, hogy mit kellene tennie Ausztriának, hogy a világszínvonalú tudósokat Ausztriában tartsa. „Nem ön az első élvonalbeli tudós, aki elhagyja Ausztriát” – mondták Krausz professzornak, aki már a müncheni Max Planck Intézet vezetőjeként vette át az elismerést.

A kutató válaszában rávilágított: „A világ egyetlen országa sem tudja az összes élvonalbeli tudóst az országon belül tartani. Reálisabb (és egyben kifizetődőbb) a távozottak helyett újabb élvonalbeli kutatókat az országba vonzani. Erwin Schrödinger, Sigmund Freud és a modern tudomány számos más óriásának hazájaként Ausztria az úttörő felfedezések és a kiváló egyetemi oktatás hírnevét viseli. Ez egy jó alap, amelyre lehet építeni. A magas szintű intézményi finanszírozás, tervezési biztonság és kutatási szabadság biztosítása növelni fogja Ausztria képességét arra, hogy a legjobb tehetségeket vonzza az országba” – fejtette ki Krausz Ferenc, aki szerint az osztrák kutatóintézetek a világ élvonalába tartoznak számos területen.