Interjú Simon Ferenccel, a Fizikai Intézet igazgatóhelyettesével, az MTA-BME Lendület Spintronikai Kutatócsoport vezetőjével.

„Az elmúlt három évben nagy változások történtek a kutatócsoportunkkal: elnyertük a Lendület pályázatot és új, nagyobb laborba költöztünk” – büszkélkedett Simon Ferenc egyetemi tanár, a Fizikai Intézet igazgatóhelyettese, a Műegyetem spintronikai Lendület kutatócsoportjának vezetője.

„Véletlenül találtunk rá új helyünkre: a Fizika Tanszék előző tanszékvezető, Mihály György hívta fel a figyelmet arra – és küzdött is azért –, hogy laborrá alakíthassuk az L épület egyik használaton kívüli raktárrészét. 12 millió forintba került, ennek a felét az egyetem biztosította, a többit egyéb forrásból szedtük össze. Kétszer nagyobb helyiséget kaptunk, így lett irodánk, és normál munkakörülményeket biztosíthatunk mintegy tíz hallgatónknak. Apróságnak tűnik, hogy van saját hűtő, konyha stb., de fontos, hogy a diákok otthonosan érezzék magukat itt.”

A kutatócsoport a spintronika területén tevékenykedik: a kifejezés a spin és az elektronika szavak összevonásából született, és mára egy teljesen új tudományos területet jelöl. „Az elektron, mint elemi részecske rendelkezik töltéssel, tömeggel, valamint egy kevéssé ismert tulajdonsággal, amit spinnek nevezünk” – magyarázta a kutató. „Ezt búgócsigával szemléltethetjük: az elektronra jellemző kétféle spin a búgócsigához hasonló, két ellentétes irányban forgó elektront jelöl. A töltés és a tömeg hétköznapi fogalmak, de a spin leírása és az eredetének megértése nagy kihívása a fizika tudományának.”

A jelenleg használatos elektronikai eszközök az elektron töltésének felhasználásával működnek úgy, hogy az egy irányba mozgó töltésekre alapozódnak. A 90-es évektől létező spintronikai fejlesztések víziója, hogy a jövő berendezéseiben a spinek koherens állapotára építve a hagyományos elektronikai eszközöknél kevesebb elektronnal, kisebb egységekben és nagyobb megbízhatósággal végezhetők el ugyanazok a műveletek. A spintronika újabb nagy technológiai ugrás lehet, hiszen a ma használatos elektronikai eszközök idővel nem kicsinyíthetők tovább.

„Egy adott területen dolgozó tudósnak fontos, hogy lássa, kutatásai társadalmi hasznát. A terület egyik vezető fizikus kutatójának, Jaroslav Fabian professzornak fogalmaztam meg egyszer a kételyeimet: lesz-e valaha spintronikára alapuló eszköz?” – mesélte Simon Ferenc. „Azt válaszolta, ez nem számít: még ha nem is lesz belőle eszköz, akkor is rengeteget tanultunk az e területen folyó kutatások során a spin természetéről. Egyetértek vele: ez a kutatási terület állandó inspirációt, folyamatos kihívást jelent egy fizikusnak.”
A Lendület pályázat a BME-s kutatók komoly erkölcsi és anyagi elismerése volt. A kutatócsoport épített a korábbi, az European Research Council (ERC) pályázat során elnyert tapasztalatokra és felhalmozódott humán erőforrásokra (Erről a projektről korábbi írásunkban olvashatnak - a szerk.). Újabb öt évre kaptak támogatást, ezúttal a Lendület program keretében. Az elnyert 200 millió forintot természetesen nem automatikusan kapják meg, hanem időközönként kutatási jelentéseket kell készíteniük.

„Az ERC finanszírozás 2015 októberében zárult le, a pénzt nagyon hasznosan költöttük el és pontosan elszámoltunk vele” – számolt be Simon Ferenc. „Az Egyetem által akkor megelőlegezett 57 milliós hitel Damoklész kardjaként lógott felettünk: ezt utólag fizette ki az Unió. Ha szakmailag nem kaptunk volna nagyon jó értékelést, az összeg utolsó részletét meg sem térítették volna. Az ERC-s és a Lendület projekt finanszírozása között egyébként semmilyen átfedés nincs, nem is lehetett volna, és amikor az előző véget ért, másnap kezdődött a másik. De azért 2015. október 31-én éjfélkor ránéztem az órára és kicsit elérzékenyülve átéreztem, hogy az életem egy fontos szakasza lezárult, de kezdődik egy új.”

A Lendület csoport ugyan épített a kutatási előzményekre, de új irányokat, fejlesztéseket is kitűzött magának. „Korábban készítettünk egy ún. magnetooptikai spektrométert, ami folytonos lézersugarat kibocsájtó műszer. Most azt a fejlesztést vállaltuk, hogy megpróbálunk ún. időfelbontott méréseket csinálni, amihez szükség van impulzus üzemű lézerre, amely nem folyamatosan, hanem megszakításokkal bocsájt ki lézersugarakat: ezt finanszírozta a Lendület pályázat által elnyert forrás.”

A magát kísérleti fizikusnak tartó Simon Ferenc elméleti fizikus kutatótársaival – Dóra Balázzsal és Kiss Annamáriával – több értékes publikációt is közölt az elmúlt két évben, többek között a Nature nyílt hozzáférésű folyóiratában, a Scientific Reports című lapban. „Kísérleti fizikai cikkeinkben például a bórral szennyezett gyémántot (az ún. kék gyémántot) vizsgáltuk” – idézte fel a kutató. „Az ilyen gyémánt szupravezető, tehát az elektromos áramot veszteség nélkül továbbítja. Elsőként vizsgáltuk a kutatók közül e gyémántokban lévő vezetési elektronjainak spinét jellemző fizikai paramétereket. Az elméleti és a kísérleti megközelítés egyébként érdekes szimbiózist alkot: nem kell mindig olyan cikket írni, amelyben az elméleti szakember elmagyaráz egy kísérletet: sokszor a kissé pejoratívan emlegetett gondolatkísérleteket végzünk. Ilyenkor előfordul, hogy a kísérleti fizikus vizsgálja meg az elméleti felvetés gyakorlati megvalósíthatóságát.”
Az oktatás eredményezte az utóbbi idő érdekes kihívását: Simon Ferenc és társai meg akarják ismételni Bay Zoltán híres, hetven évvel ezelőtti holdradar-kísérletét, amely életre hívta az aktív rádiócsillagászatot.

„Lenyűgöző volt számunkra, hogy egy fizikus, aki nem sokkal korábban hadászati lokátoros méréseket végzett, a tudomány békés célú felhasználását keresi a háború utáni romos Budapesten” – fogalmazott a kutató. „Nem pályázati pénzek és a tudományos elismerés vonzotta, csak kíváncsi volt.” A fizikusképzés egy része villamosmérnöki ismereteket is magában foglal: az egyik ilyen tárgyú laborgyakorlaton vetette fel Fülöp Ferenc kollégám a kísérlet megismétlésének gondolatát. „Jó ötletnek tűnt, és kezdetben azt hittük, hogy pillanatok alatt reprodukáljuk a kísérletet a mai modern eszközökkel. Beástuk magunkat a témába, és arra a következtetésre jutottunk, hogy a Bay-féle csoport által megalkotott mérőeszközök – ha ma kezdetlegesnek is tűnnek – érzékenysége a természet által megadott jelszint mérési határok közelében mozgott. Ma úgy mondanánk, hogy 1945-ben Bay Zoltán már olyan ultra-alacsony zajú mérőrendszert valósított meg, aminél 70 évvel később sem lehet jelentősen jobbat építeni! Létezik ugyanis a természetben egy mindenütt jelen lévő, ún. termikus vagy hőmérsékleti zaj, aminek a szintjénél kisebb jeleket nem lehet megmérni.

Többszöri próbálkozásra sem sikerült megismételnünk a kísérletet – bár tegyük hozzá, hogy nem a legmodernebb eszközökkel, hanem a hallgatói laborunkban is fellelhető labortechnikát használunk, a legmodernebb berendezésekkel nem lenne probléma. Az elmúlt két évben nagyon sokat tanultunk az ultra-alacsony zajú méréstechnikáról. Már egy TDK különdíjas dolgozat is született a próbálkozásokból: a zsűri úgy ítélte meg, hogy a sikertelen kísérletnek is lehet tanulsága.”

A csapat célja, hogy a közeljövőben venni tudják a Kieli Egyetem által a Holdra bocsájtott és az onnan visszaverődő, a rádióamatőrök berendezéseinek kalibrálását szolgáló jelet. A későbbiekben pedig a saját magunk adta jelet szeretnénk mérni. „Sokszor ugratnak minket a kollégáink az égre mutatva, hogy ott a Hold, miért keressük? De ez nem zavar minket. Távolabbi tervünk, hogy ha a kísérlet sikerül, akkor állandó bemutatókat tartanánk, pl. a Kutatók Éjszakáján. Nem akarjuk feladni a kísérletezést, olyan szép kihívás ez!”

Simon Ferenc tudományszervezői feladatokat is ellát a Lendület kutatócsoportban végzett tevékenysége mellett. Zaránd Gergely, a Fizikai Intézetigazgatója kérte fel helyettesének, és főként stratégiai kérdésekért felel. „Ehhez a területhez nagyon sok minden tartozik, a középiskolás tehetséggondozás például, de a könyvtár vagy a demonstrációs labor működésének felügyelete is (A középiskolások nemrég lezárult tehetséggondozó táboráról készült írásunk itt olvasható  – a szerk.). A fő kérdés, hogy a meglévő, szűkös erőforrásokat hogyan tudjuk jó irányba mozgatni? Az arculaton kevesebb pénzből is tudnánk változtatni: az F épület lépcsőfordulóiban például ki lehetne állítani a régi, érdekes demonstrációs berendezéseinket. Vagy létesítsünk új közösségi tereket a diákoknak, ami lehet akár egy kávézósarok néhány paddal és internettel, ahol beszélgethetnek és tanulhatnak: ezekhez mindenekelőtt akarat és odafigyelés szükséges, és viszonylag kevés pénz is elegendő.”

HA - TJ

Fotó: Takács Ildikó