Mi motivált arra, hogy fizikus legyél?

Kisgyermekkorom óta nagyon érdekel, hogyan működik a természet, és az ember által alkotott technikai vívmányok. Így már a középiskolás évek legelején biztos voltam abban, hogy valamely természettudományos irányba szeretnék menni. Érdekelt a fizika, a kémia, a földrajz és a biológia is, de egyre inkább szűkült a kör a középiskola vége felé. Végül a fizika mellett döntöttem, mert úgy gondoltam, a fizikán keresztül juthatok el leginkább ahhoz a tudáshoz, amin keresztül megérthetem a körülöttünk lévő világ működésének alap törvényszerűségeit. Nem gondoltam, hogy a fizika beszűkítené a későbbi lehetőségeim, éppen ellenkezőleg. A fizika annyira szerteágazó, hogy lehetőséget, továbbá jó alapot ad szinte bármilyen természettudományos vagy akár mérnöki irányba is később, ha valaki még sem találná meg benne annyira önmagát. Jól bizonyítják ezt a lézer laborunkban folytatott kémiás és biológiás kísérletek, és több egyetemi csoporttársam példája, akik egyetem után mérnökként helyezkedtek el. A fizika éppen, hogy új kapukat nyit, elsősorban gondolkodni és problémát megoldani tanít meg.

Mikor és hogyan alakult ki benned az, hogy a lézerfizika a te utad?

2012-ben érettségiztem, amikor már több éve benne volt a köztudatban, hogy lehet épül itt Szegeden egy lézeres kutatóközpont, az ELI. Ez is befolyásolt abban, hogy a fizikát választottam, hiszen kecsegtető volt a gondolat, hogy néhány év múlva akár én is egy világszínvonalú, csúcstechnológiás intézetben dolgozhatok, ráadásul mindezt itt Szegeden. Szegediként úgy éreztem, hogyha itt létesül egy ilyen intézmény, ahhoz én is szeretnék majd hozzátenni, ha tudok.

Az egyetemen a fizika sok területére betekintést nyerhettünk, amikből úgy láttam, hogy itt Szegeden a lézerfizika nagyon erős, sok világhírű eredményt is maga mögött tudhat, így ebbe az irányba kezdtem orientálódni, a szakdolgozatom már lézeres témájú volt. A mesterképzés alatt Erasmus programmal fél évre kijutottam Észak-Svédországba, ahol egy magyar professzor pont akkor épített újra egy Németországból áttelepített, a világ élvonalába tartozó lézerrendszert, amiben így volt picit lehetőségem részt venni. Ez nagyon sokat hozzáadott a kutatási szemléletemhez. Diplomamunkám egy részét ebből a munkából írtam, és szerencsémre ez a lézeres tevékenység az itthoni egyetemi lézerrendszeren is aktuális volt, tehát össze tudtam a kettőt kapcsolni. A diplomám 2017 júliusában szereztem meg, majd örömömre szeptemberben elkezdhettem az akkor két hónapja átadott ELI-ben dolgozni.

Mesélj kérlek a munkádról! Milyen feladatai vannak egy lézerfizikusnak az ELI-ben?

Időm jó részét a HR-lézerlaborban töltöm a laborhoz tartozó 6 fős csoport tagjaként. A HR mozaikszó az angol High Repetition rate kifejezésből a magas ismétlési frekvenciára utal. A csoport feladata egyrészről a laborban lévő jelenleg bizonyos paraméterek szempontjából a világon egyedülálló lézerrendszerek állítgatása külső és belső felhasználói igényeknek megfelelően, másrészről karbantartásuk, továbbfejlesztésük. Ezek a lézerek alig néhány femtoszekundum hosszú (6*10^-15s), kb. 2 optikai ciklust tartalmazó impulzusokat lőnek ki, másodpercenként 100 ezer darabot, tiszteletet parancsoló kW osztályú átlagteljesítménnyel. Egy német cég velünk közösen fejlesztette ki őket, melyből a nagyobbik a HR2-lézer még mindig továbbfejlesztés alatt van, én főleg ezen munkálkodom az elmúlt 3 évhez hasonlóan, melyből összesen kb. 1 évet kint is töltöttem Jénában a székhelyükön.

Az ELI ALPS nevében felfedezhető ALPS rész attoszekundumos fényimpulzusok keltésére utal, a mi lézereink fő feladata pont kettő ilyen attoszekundumos impulzusokat generáló nyalábvonal meghajtása. Ezeknek a hihetetlenül rövid villantásoknak a célja az anyagok belső folyamatainak még finomabb időskálán való megismerése. Például ahhoz hasonlítanám, mikor egy szuper slow motion videón látjuk, amint egy labdát elüt egy teniszütő. Mennyivel több részlet látszik, mintha csak a saját „lassú” szemeinkkel néznénk. Itt ugyanez a helyzet, csak mondjuk az ütő a lézer impulzus, a labda meg az atom egyik elektronja. Érthető, hogy egy teljesen új világ tárul fel előttünk. Az idei magyar vonatkozású fizikai Nobel-díjat, az itt is alkalmazott attoszekundumos impulzus generálás technológiájának kifejlesztésért adták, lényegében ezen nyalábvonalak tervezésében is benne voltak a most díjazottak.

Milyen kihívásokkal szembesülsz a mindennapi munkád során?

A természet törvényeit nem lehet korlátok közé szorítani. Sokszor érezzük kutatóként, hogy amivel elkezdünk foglalkozni, arra van valamilyen keret, például idő, rendelkezésre álló eszközök minősége, pénz vagy emberi erőforrás, amibe nem biztos, hogy bele fogunk férni, akármennyire is próbáljuk optimalizálni. Ezt el kell fogadni.

A munkaidőre is ez vonatkozik, sokszor nem lehetséges, hogy ötkor lekapcsoljuk a lézert és megy haza mindenki. Előfordul, hogy este nyolckor is bent vagyunk, mert gyakorta akkor jönnek ki a legjobb eredmények.

Továbbá a természetet nem is lehet becsapni, az úgy van, ahogy van. Nagyon tettszett Karikó Katalin egy mondata egy tavalyi interjújából, hogy „nincs rossz kísérlet, csak nem azt a kísérletet végezted el, amelyiket szeretted volna”.

Ha az ember évek alatt egy kutatásba jobban belemélyed, akkor sokszor találkozik azzal, hogy egy sokáig biztató elképzelés mégsem működik, tönkremegy, amin dolgozott, vagy amiről azt hitte felskálázható, ott rengeteg nem várt fizikai effektus elkezd megmutatkozni, és egy probléma megoldásával 3 másik derül ki. De talán a legrosszabb az, mikor egy hiba kiderítése közben egy addig teljesen tökéletesen működő eszköz elkezd alattomosan tönkre menni, megváltoztatva az eredményeket… Ekkor jöhet a szálak bogozgatása oly módon, hogy olyan kísérleteket tervezünk meg, amelyek jó eséllyel egyesével mutatják meg a fizikai effektusokat a sokból.

De az úgymond kudarcokat is meg kell tanulni kezelni és elfogadni. Ugyanakkor a kudarc is lehet nagyon motiváló, mert itt jön be a kreativitás, hogy sokadik sikertelen próbálkozás után az ember még újabb ötletekkel elő tudjon állni, ami nagyon izgalmas.

A sok kihívás és nehézség ellenére mi az, ami motivál a munkádban? Miben látod a szépségét?

Ez az említett „nagyobbik” HR2 lézer rekord paramétereket tud majd szolgáltatni a tudományos közösség számára. Nagyon motiváló, hogy egy olyan lézerrendszeren dolgozhatok, ami nincs még másik a világon, tehát a siker az újdonság erejével hat. Nagyon hálás vagyok, hogy egy ilyen egyedi munkán kamatoztathatom a kreativitásom. A sok küzdelemnek mindig megvan a gyümölcse, nagyon bízom benne, hogy később, a mostani fáradságainkért valaki majd hálás lesz, akár ismeretlenül is.

Mondok erre egy példát. Néhány éve volt egy lézeres szemműtétem. Szinte hihetetlen volt, hogy alig 1 perc alatt javították meg mindkettő szememet, és tényleg, elképesztő érzés volt, amikor sok év után újra élesen láttam. Akkor mint kutató az jutott eszembe, hogy mennyire hálás vagyok azoknak az embereknek, akik a lézeres szemműtétet kifejlesztették. Volt értelme az úgymond szenvedésüknek, a rengeteg kudarcnak, hiszen biztos nem működött minden elsőre, biztos nem fértek bele a napi 8 óra munkaidőbe, mire elkészült egy olyan műszer, ami tényleg biztonságos, gyors és az emberek rá merik bízni a látásukat. Sokszor az ilyen élmények eszembe jutnak a munkám során egy-egy nehézség vagy kudarc után, hogy amin dolgoztam, annak az értelmét lehet valaki más fogja meglátni később. Ha az ember bármilyen jó dolgot létre akar hozni az életben, akkor az nem úgy megy, hogy abban nincsenek néha olyan pillanatok, amikor nem gyötrelemnek érzi az egészet. Az egyetemen a vizsgaidőszak is ilyen, bár többnyire fontos dolgokat kell megtanulni, de elsősorban az azt méri le, hogy egységnyi idő alatt képes volt-e az ember visszaadni annyit, amivel azt teljesíteni tudja, avagy képes volt-e magában megtalálni azt az ösvényt, amivel arra képessé vált. Alapvetően, ha van egy kíváncsi problémamegoldó vágy az emberben gyerekként, az úgyis megmarad, csak nem szabad, a 30 tétel/hét beerőszakolásával azonosítani a fizikát vagy a kutatást. Már látom, hogy megérte kitartani, tanulni és megszerezni a diplomát, mert kutatóként most éppen az a fontos, hogyha találkozom egy problémával, előhívjam a kíváncsiságom és addig gondolkozzak rajta, amíg meg nem oldom. A mostani munkám dinamikája közelebb áll a gyerekkori fizikus elképzeléshez, mint az egyetemi vizsgaidőszakokhoz!

Mit tekintesz az eddigi legnagyobb eredményednek?

Talán jelenleg azt, hogy az évek alatt úgy érzem, sokat fejlődött a kritikai szemléletem.  A sok probléma bogozgatása miatt, mostanság hamarabb ráérzek a lézerek lelki világára, mint korábban. De természetesen mindig meg tud lepni még az a rendszer is, aminek már kis túlzással fejből fel tudnám sorolni az összes több száz optikáját. Nagyon érzékeny eszközök ezek, és amiről megszokásból már azt érezzük, hogy mindig könnyedén lehet reprodukálni, azok is megviccelhetnek, mert azon paraméterek teljesüléséhez is temérdek feltételnek kell teljesülni, és mondjuk 10 éve még azok voltak a csúcs paraméterek.

A lézerekkel való munkának vannak kockázatai is. Milyen veszélyekkel találkozol a mindennapokban?

A lézer nemcsak megjavíthatja, de könnyen el is veheti az ember látását, ezeknél a kW osztályú lézereknél pedig igazából bármelyik testrész veszélyben lehet, ha fény éri. Ahol néhány mm-es kW-os fénynyalábok szaladgálnak a lézeren belül tényleg óvatosan kell nyúlkálni, mert egy szempillantás alatt az ember ujjainak a csontjában is komoly kár keletkezhet. Az infralézer fényének jó része nem is a bőrben nyelődik el, hanem mélyebben, főleg a csontban. Szóval amellett, hogy megégette a bőrt és a húst, pár nap múlva csontzúzódásos tünetek jelentkeznek, és a seb belülről kezd el kifelé nőni... Szóval a lézervédelmi szemüveg már tényleg a legeslegutolsó védelmi vonal. Tudni kell, hol mennek a nyalábok, de a lézert is lehetőség szerint úgy kell összerakni, hogy át kell gondolni, ha az egyik-másik tükör feladja a harcot, akkor mit fog eltalálni a lézer addig, amíg az automatika vagy a fejlesztő azt le nem kapcsolja a vészgombbal. Éghető vagy műanyag anyagok használatát érdemes elkerülni, de kellő idő alatt bármely fém alkatrészen átmenne a fény, ha elég kicsi. Elolvad, elpárolog, le-ablálódik stb.

És mivel ugye ezek a lézerek a fény és anyag kölcsönhatás legextrémebb formáit hivatottak vizsgálni, pl. azt is át kell gondolni, hogy fókuszálásokkal bizonyos intenzitások fölé már csak nemesgázokban, sőt még extrémebb esetekben csak vákuumban menjünk, mert a levegőből könnyen plazmát keltve, elektrongyorsítást is létrehozhatunk, ami pedig több lépcsőn keresztül előidézhet bizonyos valószínűséggel radioaktív sugárzást is.

Mik a céljaid a jövőre tekintve?

Az első legközelebbi cél az, hogy ez a HR2 lézer teljes paraméterekkel működjön, és hogy ebből tudjak elsőszerzős publikációt írni a PhD-mhoz. A PhD-mat szeretném 2 éven belül befejezni, amelyben várhatóan jelentős részben fog helyet kapni ez a lézerrendszer. A doktori befejezése után is itt szándékozom folytatni, már több lézeres kutatási projekt indult el, melyek akkorra lesznek időszerűek. Egyébként bármilyen új kihívásra nyitott vagyok, van egy ilyen hívő megközelítésem, hogy isteni gondviseléssel, ha nem is nekem sikerül megtalálni a feladatot, majd az meg talál meg engem. Alapvetően szívesen részt vennék alkalmazott kutatásban is, tehát nemcsak a lézerfejlesztésben, hanem szívesen lennék azon az oldalon is, ahol felhasználják ezt a fényt, amit mi adunk. Életem során egyszer még nagyon szívesen folynék bele valami orvosi vagy természetföldrajzi lézeres vagy akár nem lézeres kutatásba is.

Említetted, hogy hívő vagy. Egy kutató hogyan értelmezi Isten létezését?

A tudományban sosem fogjuk a miértek és hogyanok végére érni, mert végesként kutatjuk a végtelent. Így annak eszközeivel Isten létezését sem tudjuk igazolni, vagy megcáfolni, viszont számomra, csak tudományos szemmel is nézve, inkább az tűnne hihetetlenebbnek, sőt matematikailag közel 0 esélyűnek, hogy mindez körülöttünk pusztán a véletlen műve, és nem egy, az általunk megismerhető világot meghaladó rendezőé.

Hasonlóan ehhez, a tudományból levezetni olyan kérdésekre a válaszokat, hogy például mi a létezésünknek az értelme, vagy mi vezet valódi boldog útra, pont a végességünk miatt szerintem egzaktul nem lehetséges. Az életünknek tehát van olyan része, ahol az eszünkkel teljes bizonyossággal (mint ahogy a tudomány működik) nem tudunk elnavigálni, így a hitünkkel kell ezt megtenni. A vallás pont ebben, az ésszel csak töredékesen megmagyarázható tartományban tesz kijelentéseket, ott ad útmutatást. Mivel én katolikus hívő vagyok, azt hiszem, hogy ezt az útmutatást életével leginkább Jézus adta meg, Isten számunka felfoghatatlan végtelenségét Ő képezte le a leghelyesebben a mi n-dimenziós életterünkre, válaszul ezen életkérdéseinkre. De ebben szó nincs a fizikai világ működésének törvényszerűségeiről, nem arról akar szólni. Annak felderítését meghagyja nekünk kutatóknak. Így a kutatásban én ezt élem meg, hogy valahol a Teremtő gondolatait fürkészem, a teremtés titkában fedezhetek fel apró építőelemeket, az Ő keze munkáját szemlélhetem, amint szeretetből kitalálta és megalkotta a világot. És ez szerintem hatalmas élmény! Isten véleményem szerint, azért teremtette a világot, mert a szeretet definíciójában a teremteni ige is szerepel.

Szerinted miért érdemes fizikát tanulni az egyetemen?

Munkanélküli fizikussal még nem találkoztam sehol. Akárhol voltam eddig külföldön is, mindig fizikus hiány volt. Itt az ELI-ben is sokkal több fizikusra lenne szükség.

Akiket ismerek végzett fizikusokat, alapvetően mindenkinek eléggé jó munkája van, élvezik, amit csinálnak beszámolnak néha a flow érzéséről, és relatíve jól is keresnek. Van ezek közt kutató, mérnök, de orvosi fizikával foglalkozó is. Azt tudnám mondani az esetleges középiskolás olvasóknak, hogy bátran jöjjenek fizikára, még akkor is, ha első hallásra megfoghatatlanabbnak is tűnik, mint mondjuk egy mérnöki szak, mert tényleg ki fog nyílni előttük a munkaerőpiac, ha elvégzik a szakot. Lehet nem ezt fogják érezni a szak első éveiben a vizsgaidőszakokban, de a problémamegoldás készségük biztos javulni fog. Bár tegyük hozzá, hogy most kutatóként semmit nem bánok már utólag, hogyha sikerült megtanuljam, mert előkerülhet bármi.

A mélyebb munkaspecifikus tudást úgyis a munkahelyen fogják megtanulni, bármit is végeznek el, az egyetem elsősorba azért van, hogy gondolkodni tanuljanak meg jobban, valamint, hogy széles látószöget kapjanak, és erre a fizika szak nagyon jó.

És végezetül annyi, hogy lehet a fizika irány mellett élete is az embernek, én is végig sportoltam az egyetemet, középtáv-futásban voltam egyéniben egyetemi OB-n 5., csapatban pedig dobogón is. Most is űzöm a mozgást, jelenleg főleg triatlont, idén picit több mint 5 óra alatt sikerült a féltávú Iron mant megcsináljam.

Készítette: dr. Tóth Bettina

Fotók: ELI ALPS