A fizikai Nobel-díjas Krausz Ferencnek a székes­­fehérvári Teleki Blanka Gimnáziumban Láng Hugó tanár úr matematika feladat­megoldó szakköre sokat jelentett. Székes­fehérvári születésűként szintén kapcsolatba került a tanár úrral?

– Az én utam másként alakult. Ötéves koromig laktunk Székes­­fehérváron – fizikus végzettségű édesapám a Videotonnál dol­gozott mérnökként –, majd Budapestre költöztünk. A békásmegyeri Veres Péter Gimnáziumba jártam, ez a középiskola humán és reálvonalon egyaránt erős volt. A családi háttér is e két világ között oszlott meg. A természet­tudományokat édesapám képviselte, édesanyám magyar–történelem szakos középiskolai tanár volt, egészen addig, amíg a média világa be nem szippantotta: a Magyar Rádióban dolgozott hosszú éveken keresztül. Visszatérve a gimnáziumhoz, kiváló tanárok oktattak, akik inspiratív környezetet teremtettek. Sokáig vacilláltam, hogy melyik irányba menjek. Ha a humán vonal mellett döntök, akkor a jogi pálya jöhetett szóba. A fizikusi út mellett az szólt, hogy sok mérnöki-természet­tudományi irányhoz tanulhatom meg az alapokat. A Csaba György vezette gimnáziumi csillagász szakkör teljesen elvarázsolt, ezért végül úgy döntöttem, hogy csillagász leszek. Ehhez először elvégeztem a fizikus szakot, hiszen, ha időközben meggondolom magam, fizikus diplomával a zsebemben több a lehetőségem, mint csillagászként. Akár programozóként, akár pénzügyi vonalon elhelyezkedhetek.

Mi maradt az egykori érdeklődésből?

– Aki fiatalként a természet­tudományok iránt érdeklődik, arra az univerzum, a fekete lyukak világa lehengerlően hat. Amatőr csillagász egyesületekbe jártam, de csak jártam, mert hiába szeretném az eget fürkészni, időm alig van rá.

Miért a Műegyetem, s nem az ELTE fizikus szakát választotta?

– Úgy ítéltem meg, hogy a műegyetemi képzés erősebb. Mérnök-fizikusként végeztem, azaz, több olyan tárgyat hallgattam, amiből az ELTE-n kevesebb volt. Az akkori döntésemet azóta sem bántam meg. Annak ellenére sem, hogy az ELTE-n több a csilla­gászattal, kozmológiával, biofizikával kapcsolatos kutatás. A Műegyetemen ellenben a nukleáris fizika, a kvantum­technológia, az alkalmazott optika, az orvosi fizika és a szilárdtestfizika a fő irányvonal. 

A két intézmény közelsége azzal az előnnyel járt, hogy ELTE-s órákat is látogathattam.

Mérnök-fizikusként, gondolom, két kézzel kaphattak volna Ön után a kutató-fejlesztő cégek, mégis az egyetemi kar­riert választotta. Miért?

– Középiskolásként fizika- és matematikaversenyekre jártam, de sohasem voltam a legjobbak között. Az egyetemen az első évek kemény tanulással teltek – a fizikus szakot nehéz elvégezni. Nekem abban volt szerencsém, hogy a szilárdtestfizika-előadást tartó Mihály György professzor úgy adott elő, hogy a mondanivalója teljesen elvarázsolt. Beszéltem vele, elmondtam, hogy ez a világ mélyebben érdekel. A professzor úr azt mondta, a laboratóriumában izgalmas kutatási irányok indultak, válasszak egyet. Belekóstoltam, és tetszett a dolog. Azt gondoltam, PhD-fokozatot szerzek, a többit meglátjuk – folytathatom a kutatást, de az iparban is kipróbálhatom magam. Végül a kutatás maradt.

2012-ben szerezte meg a PhD-fokozatot a Műegyetemen. Az az általános nézet, hogy minden pályakezdő kutatónak néhány évet külföldön kell(ene) dolgoznia. Az Ön esetében mi szólt Bázel mellett?

– Csonka Szabolcs kutatótársam pár évvel idősebb nálam. Poszt­doktori kutatóként a Bázeli Egyetemet választotta, de szoros kapcsolatot tartott a műegyetemi kollégákkal. Az ő segítségével az egyik nyári gyakorlatot a svájci városban töltöttem. Az ottani lehetőségek annyira lenyűgöztek, hogy tudtam, sokkal jobb helyre nem kerülhetek posztdoktorként. Itthon atomi méretű áramkörökkel foglalkoztam, Bázelben a grafén és a szupravezetés állt a középpontban. Hihetetlenül izgalmasnak találtam ezt a világot. Megpályáztam egy ottani posztdoktori állást, és elnyertem.

Gondolom, sokan megkérdezték, hogy öt év svájci kutatás után miért tért vissza a Műegyetemre?

– A feleségem matematikusként végzett, majd informatikusként dolgozott Svájcban a Google-nál. Azaz, mindketten perspektivikus helyen dolgoztunk. Mégis hazajöttünk, holott egy svájci kutatólabor felszereltségben és egyéb lehetőségeiben jobb körülményeket biztosít. Például jóval kisebbek az adminisztratív terhek. 

Nem azért tértünk haza, mert nem kaptam állást – jó pozícióban voltam, talán lett volna rá esélyem –, hanem mert a rokonok, ismerősök, barátok hiányoztak.

Hazatértünk után két hónappal megszületett a gyerekünk – a mi és a nagyszülők nagy-nagy örömére. Nem utolsósorban azért jöttem vissza, mert éreztem, hogy számítanak rám a tanszéken. Egy-két év alatt olyan pályázatokon nyertem, amelyek viszonylag hosszú távon biztosítják a nyugodt kutatási feltételeket.

Mitől izgalmas a kísérleti szilárdtestfizika?

– A szilárdtestfizikai kutatásokban az anyag tulajdonságaira koncentrálunk. Mitől fém valami, vagy miért szigetel, vagy lesz mágneses, illetve szupra­vezető egy anyag. Az elmúlt évszázadban a szilárdtest­fizika ezeknek a jelenségeknek a megértésére koncent­rált. Ezek a kutatások hasznot hoztak, hiszen például nem lennének mobil­telefonjaink szilárdtest­fizikai eredmények nélkül, illetve a számító­gépeinkben a mágneses adattárolás is ennek a tudomány­ágnak köszönhető. Látható, hogy a szilárdtest­fizika eredményei gyorsan beépülnek a mindennap használt eszközeinkbe. A két­dimenziós anyagok vizsgálata a mai fizika egyik forró területe. Ezek a vékony­rétegek extrém esetei: vastagságuk csupán egy vagy néhány atomnyi. Az utóbbi három-négy évben felfedezték, hogy számos két­dimenziós anyagból teljesen új tulajdonságok hozhatók ki, ha pontosan meg­határozott szögben helyezünk egymásra két réteget. Ezzel például két nem mágneses anyagból mágnes készíthető. Az így létrejövő „egzotikus fázisok” kialakulásának az az oka, hogy ilyenkor a két­­dimenziós rétegekben lévő elektronok erősen kölcsön­hatnak egymással, és ez az erős Coulomb-kölcsön­hatás határozza meg az egész anyag viselkedését. A kutatás változatossága lenyűgöző.

Megtervezünk egy mérést, áramköröket építünk, majd mérünk, és azt kapjuk, amit előzőleg reméltünk. Ha nem, akkor meg kell érteni, hogy mi történt. Az utóbbi mindig izgalmasabb.

Az elméleti modellezés ugyanúgy része az életünknek, mint a programozás, a gyakorlati munka.

A műegyetemi Fizika Tanszék alagsori laboratóriumában beszélgetünk, különleges berendezésekkel körülvéve. Mit tudott ez a labor, amikor hazajött, és mit tud most?

– Az alapokat Mihály György professzor rakta le, a legújabb technikák beszerzése és beépítése Csonka Szabolcs nevéhez fűződik. Ez a kísérleti infrastruktúra több mint egymilliárd forintot ér. Folyékony nitrogénnel és héliummal dolgozunk – akár néhány tized Kelvin hőmérsékletre tudjuk hűteni az anyagot. Hogy ez milyen hideg? Ennél körülbelül három Kelvinnel melegebb az univerzum. Ez a berendezés hazánkban abszolút egyedülálló, ezért nem volt kérdés, hogy hol dolgozzak a hazatérésem után. Bécsben, Kassán és Kolozsváron szintén működik ehhez fogható műszeregyüttes. Nagyon kompetitív területen dolgozunk, meggyőződésem, hogy az itteni munka versenyképes. Ennek ellenére szintet szeretnénk lépni: az itteni eredmények Nature- és Science-cikkek formájában jelenjenek meg. Ehhez olyan irányokat, területeket keresünk, amelyeken mi lehetünk az elsők. Az ERC-pályázatomnak köszönhetően újabb jelentős fejlődés előtt állunk.

Mondjon egy példát!

– A legismertebb kétdimenziós anyag a grafén, a grafit egyetlen rétege, amelyet először 2004-ben állítottak elő celluxszalaggal, tömbi grafitból. A grafén önmagában is érdekes, különleges mechanikai és elektronikus tulajdonságai miatt (a felfedezés 2010-ben fizikai Nobel-díjat ért), amelyekre számos alkalmazás épülhet. Ami még értékesebbé teszi a grafént, hogy nagyon jól kombinálható egyéb kétdimenziós anyagokkal, mivel stabilitást ad nekik, és lehetővé teszi a különböző anyagok sajátos tulajdonságainak keverését. A kétdimenziós rétegek vizsgálata roppant izgalmas terület, de csak akkor lesz az eredményeinkből Nature-cikk, ha gyorsan, fókuszáltan és pontosan dolgozunk. Sok múlik a szorgalmon, hogy mennyi energiát fektet be az ember. Ezen a területen a nagy amerikai laboratóriumok diktálják a tempót, jobban látják a perspektívákat. Ahogy kiépül az egyedi technikáinkat támogató infrastruktúra, meggyőződésem, hogy mi is publikálhatunk a világ legjobb lapjaiban.

Mi itt a Műegyetemen olyan rendszert hoztunk létre, amelynek a segítségével a kétdimenziós rendszerekben a rétegek közötti távolság megváltoztatható. Ez azért fontos, mert minél nagyobb a távolság a két réteg között, az elektronok annál nehezebben mozognak a rétegek között. A távolság módosítását különleges nyomáscella segítségével érjük el. A kihívás ebben az volt, hogy ezt millikelvines hőmérsékleten is létrehozhassuk, miközben mérünk a rendszeren. A rendszer működik, cikkek születtek ennek köszönhetően. Ezek a kísérletek elvezethetnek olyan új anyagokhoz, amelyek a kvantumelektronikában hasznosulhatnak. A rendszer híre eljutott a világ vezető egyetemeire.

A Harvard Egyetem egyik csoportja azzal keresett meg bennünket, hogy egy izgalmas anyagukat szeretnék a mi nyomáscellánkkal is tesztelni.

Azaz, tudnak rólunk. Mi ezzel a berendezéssel a világ élvonalába kerültünk. A módszerünket nem titkoljuk, örömmel segítünk hasonló rendszerek létrehozásában.

A szilárdtestfizika másik izgalmas területe a kvantum­elektronika, pontosabban a kvantum­számítógépek fejlesztése. Erre is figyelnek?

– A kvantumszámítógépek speciális feladatokra lesznek alkalmasak. Olyan számítások elvégzésére, amelyekre a jelenleginél milliószor jobb számítógépek sem lennének képesek. Tíz éve még megmosolyogták azt, aki szerint kvantumbit – a kvantum-információ­elméletben az információ alap­egysége – létrehozható. Manapság arról érkeznek a hírek, hogy a nagy technológiai cégek ezer kvantumbites számítógépeket építenek. A fejlődés egyértelmű, miközben ezeknek az ezer kvantumbites eszközöknek a teljesítménye most még megmosolyogtató. Azt remélem, hogy a kvantum­számító­gépek előbb-utóbb hozzák a remélt teljesítményt. Azt nem hiszem, hogy bárkinek lehet otthoni kvantum­számítógépe, de azt igen, hogy otthonról bárki rácsatlakozhat egy ilyen eszközre. Az egyik egyetemi kurzus részeként az IBM-nek az Egyesült Államokban működő kvantum­számítógépét Budapesten programozzuk egy laptopon.

OTKA-páyázaton szerepelt sikerrel, majd Bolyai-ösztön­díjas lett, illetve Csonka Szabolcs MTA–BME Lendület Na­no­elektronika Kutató­csoportjában dolgozott. 2021 óta saját, MTA–BME Lendület Korrelált van der Waals Struktúrák Kutató­csoportját vezeti. Kinőtte a kollégáját?

– Hazatérésem után Csonka Szabolcs csoportjában dolgoztam, saját hallgatókkal és saját ötletekkel. Nagyon jól megfértünk egymás mellett, ma is ugyanazt a laboratóriumot használjuk, kutatási programjaink kapcsolódnak. Az érdeklődésünk azonban kissé eltér. Ezért volt indokolt és célszerű, hogy amennyiben nyerek, ön­álló Lendület-csoportot vezessek. Fontos volt, hogy a saját kutatási ötleteimről magam dönthessek. A csoportban négy PhD-hallgató dolgozik, két posztdoktor is velünk van, illetve folyamatosan érkeznek az egyetemi hallgatók.

Idén tavasszal tették közzé, hogy elnyerte az Európai Kutatási Tanács (European Research Council; ERC) Consolidator Grantjét, ami a következő öt évre mintegy kétmillió eurós támogatást jelent. Az ERC Grant az európai kutatástámogatás legrangosabb, rendkívül kompetitív egyéni kiválósági pályázata. A Consolidator Grant pályájuk felívelő szakaszában támogatja azokat a kutatókat, akik nemzet­közileg elismertek, emellett saját kutatócsoportjuk és programjuk van. Magyarországról évente átlagosan egy kiváló kutató nyer ERC Consolidator támogatást. Erre mondják, hogy nem semmi. Mire fordítható ez a forrás?

– Ez egyénre épülő támogatás, de nem nyerhettem volna a kutatói környezet segítsége nélkül. Ezt a forrást elvileg bármire költhetem, ha teljesítem a kutatási tervben foglaltakat. A forrás zöme a laboratórium modernizálására, az eszközök bővítésére megy el – egyebek mellett új millikelvines hűtőrendszert szerelünk fel. Jól jön minden támogatás, mert a kísérleteink anyag- és forrásigényesek. Egy liter folyékony nitrogént egy kóla árából megvehetek, de egy liter folyékony héliumért egy nagyon drága literes bor árát kell kiadni. Mi egy hét alatt kétszáz liter héliumot használunk el.

Nem akarok túlzottan előreszaladni, de látja már, hogy mi lesz a Lendület- és az ERC-pályázatok után?

– A kutatásfinanszírozás környezete dinamikusan változik. Én annak örülök, hogy a következő öt évben stabil anyagi háttérrel dolgozhatunk – ez egyedülálló biztonságot jelent a hazai viszonyok között. Az a célom, hogy ezt az öt évet kihasználjam arra, hogy kizárólag a kutatással foglalkozhassak, hogy eredményekkel állhassak elő.

Ha az általam elvárt nívón teljesítek, nem aggódom amiatt, hogy tudok-e újabb forrásokat bevonni.

Az oktatási feladatok milyen terhet jelentenek?

– Nem jelent hátrányt, sokkal inkább előnyként élem meg, hogy egyetemen dolgozok kutatóként, s nem egy kutatóintézetben. Napi kapcsolatot tartok az egyetemistákkal és a PhD-hallgatókkal, ami nekik és nekem is hasznos. Izgalmas feladatnak tartom a tudásátadást, és bár középiskolai tanárként talán nem lennék elég jó, de az egyetemi katedrán megállom a helyem. Titkon azt remélem, hogy időnként én is elkápráztatok egy-két hallgatót, ahogy egy­koron engem megfogott Mihály György professzor előadása.

A szilárdtestfizikán túl mire jut ideje?

– A kutatás a nemzetközi térben folyik, versenyzünk egymással. Azaz, nincs idő hátradőlni. Ugyanakkor a hatékonyság növelésével ugyanazt a munkát rövidebb idő alatt is el lehet végezni. Ebben reménykedek, mert jelenleg a szakmán túli világra kevesebb időm jut, mint amennyit szeretnék. Hatéves kisfiammal minél több időt próbálok tölteni. A sport és a kirándulás nagyon fontos a számomra. Azt remélem, amint beindulnak a pályázattal kapcsolatos feladataim, letisztulnak a körülmények, az olvasásra is jut időm.

Beszélgetésünk végén egyetlen kérdésre várok választ: kivel folytassuk ezt a sorozatot?

– Kiss László csillagásszal, aki mind kutatásaival, mind a lehen­gerlő előadásaival komoly szerepet játszott nálam a tudomány megkedvelésében.•

Címlapkép: Reviczky Zsolt