Az egyik önnel készült interjúban azt olvastam, hogy „született kísérletezőnek” tartja magát, míg mások elméleti fizikusként emlegetik. Ki ön valójában?
Pályafutásom során valóban készítettem modelleket, de nem tartom őket igazán meghatározó elméleti munkáknak. Nem fogalmaztam meg olyan alapvető képletet, mint például Schrödinger. Ebben nem, de kísérletezésben jó vagyok. Ezért inkább kísérletezőnek tartom magam.
Milyen élmények hatására lett fizikus?
Átlagos diák voltam. Nem voltam rossz, de nem is voltam jó tanuló, azt hiszem, valahol középen voltam. Ám amikor a tanáraim a valós világ jelenségeit egyfajta absztrakt világba ültették át – például a mozgást háromdimenziós koordinátarendszerben írták le –, az teljesen lebilincselt. Mindent, aminek a hosszúsághoz volt köze, a fizikatanár L-lel jelölt, és mindent, aminek az időhöz, azt T-vel. Ha tehát különböző mértékegységek szerepeltek egy egyenlet két oldalán, akkor tudtam, hogy az egyenlet rossz. Engem, átlagos diákot, ez valóban elbűvölt. Nagyon tetszett ez a fajta fizika. Ettől kezdve fizikus akartam lenni. Alapdiplomámat az Acadia Egyetemen szereztem Kanada Új-Skócia tartományában. A mester- és PhD-fokozatot pedig az Egyesült Államokban, a pennsylvaniai Lehigh Egyetemen, elméleti fizikából.
Az LPHYS konferencia résztvevői meglátogatták az ELI ALPS intézetet, ahol előadásokat hallgattak a legújabb tudományos eredményekről, illetve a laborlátogatások során személyesen tájékozódhattak a kutatási lehetőségekről. A képen Paul Corkum az egyik előadás utáni tudományos diszkusszióban.
Mint említette, elméleti fizikából doktorált, majd egy plazmafizikai laboratóriumban kezdett dolgozni. Hogyan bizonyította gyakorlati készségeit?
Kanada egyik távol eső vidékéről származom, ezért amikor a feleségemmel az Egyesült Államokba költöztünk, úgy éreztem, hogy az univerzum középpontjában, de legalábbis annak közelében vagyunk. Vettünk egy autót, de egy idő után elkezdett belőle szivárogni az olaj és egyéb műszaki problémák is adódtak. A feleségem nem volt túl boldog, mivel az autó nélkülözhetetlen volt a mindennapi élethez. A fiatalság arroganciájával azt mondtam, hogy rendben, majd én megjavítom a Ford Falcont. Beszereztem egy könyvet erről a modellről. Szétszedtem az autót, de tudván, hogy össze is kell majd raknom, óvatos voltam. Az alkatrészeket egytől egyig a nappali falánál sorakoztattam fel. Kicseréltem a rossz hengert, a törött dugattyút, majd következett az összeszerelés. Az autó beindult, tökéletesen működött. A feleségem teljesen le volt nyűgözve. Amikor a Kanadai Nemzeti Kutatási Tanácshoz mentem interjúra, megkérdezték, hogy miből gondolom, hogy alkalmas vagyok a kísérleti munkára. „Abból, hogy szét tudom szedni az autómat, és összerakni úgy, hogy működik is” – válaszoltam. Így vettek fel posztdoktori pozícióba a kísérleti plazmafizikai laboratóriumba.
Hogyan jutott el a plazmafizikától az attoszekundumos fényimpulzusokig?
A plazmafizikai kutatócsoportban természetesen plazmákkal, intenzív fénnyel és hasonló jelenségekkel foglalkoztunk. Ott kezdtem el gondolkodni a lézerfény és az anyag kölcsönhatásán. Elsősorban a nagy hullámhosszon működő szén-dioxid lézerekkel foglalkoztam. Azt vizsgáltam, hogy viselkedik az anyag, miután kölcsönhatásba lép ezzel a nagy hullámhosszú fénnyel. Akkoriban már ismert volt a femtoszekundumos impulzusok előállítási módja, és felmerült bennem, hogy miért ne lehetne attoszekundumos impulzusokat is kelteni. Teljesen feldobott, amikor kezdtem megérteni a megvalósítás menetét. Nagyon-nagyon izgatott voltam, mert úgy éreztem, hogy ez meghatározó tudományos eredmény lehet. 1993-ban a Physical Review Letter című folyóiratban publikáltam az általam kidolgozott elektronmodellt – Plasma perspective on strong field multiphoton ionization (Sokfotonos ionizáció erős terekben a plazmafizika szemszögéből) – ami megalapozta az attoszekundumos lézerimpulzusok előállítását. Azóta kiderült, hogy ez az eredmény sokkal fontosabb, mint akkor gondoltam. Működik átlátszó szilárd anyagok, sőt, fémek esetében is. Úgy érzem, a pályafutásom során csináltam olyan izgalmas dolgokat, amelyekre határozottan büszke vagyok.
Az attoszekundumos impulzuskeltés alapjául szolgáló magasharmonikus-keltés modelljét Paul Corkum 1993-as publikációja adta meg. Ez az eredmény egyike az ELI ALPS tudományos előzményeit jelentő mérföldköveknek, ahogy azt a bevezető úton kialakított idővonalunk is megörökíti. A 33. lézerfizikai konferencia (LPHYS) során az ELI-be látogató Paul Corkum professzor Szabó Gábor ügyvezető és Varjú Katalin tudományos igazgató társaságában felelevenítették az ELI-hez kapcsolódó kimagasló eredmények sorát. Képünkön az 1993-as Corkum cikknek emléket állító kőnél állnak.
Eredményei elismeréseként 2022-ben Krausz Ferenccel és Anne L’Huillier-vel együtt elnyerte a fizikai Wolf-díjat. Idén az Amerikai Fizikai Társaság legfontosabb díját kapta meg. Melyik áll önhöz közelebb?
Különösen büszke vagyok az Amerikai Fizikai Társaság elismerésére, mert ez arról árulkodik, hogy az ember munkáját a fizikus kollégák is elismerik, akik tisztában vannak az eredmény jelentőségével. A Wolf-díj valóban a világ egyik legrangosabb elismerése, de az odaítéléséről döntő bizottság valószínűleg nem csak szakemberekből áll. Az összes díj közül, amit kaptam, objektíve az Amerikai Fizikai Társaság díja a legfontosabb számomra.
A szegedi LPHYS konferencia egyik fénypontja az ELI ALPS-nál tett látogatás volt. Járt már nálunk korábban?
Ez a második látogatásom Magyarországon, de az első Szegeden. Természetesen hallottam az ELI ALPS-ról. Ismerem Gérard Mourout is, aki az ELI létesítmények megépítését szorgalmazta. Az ELI ALPS minden berendezése, minden laboratóriuma a technológia élvonalát képviseli. Nagyon lenyűgözött, amit láttam. Jobban, mint vártam. Sok ultragyors lézert láttam már, magam is használtam néhányat, de az ELI méretei lenyűgöztek.
Kapcsolatban áll magyar kutatókkal?
1993-ban egy hónapra meghívást kaptam Bécsbe. Ott találkoztam a fiatal posztdoktori ösztöndíjas Krausz Ferenccel. Nagyon nagy hatással volt rám ez a találkozás, ami a kapcsolatunk kezdetét jelentette. Öt-tízévente írunk egy közös cikket, majd ki-ki folytatja a saját munkáját. Azután újra találkozunk, aminek az eredménye egy újabb publikáció. Követem a munkásságát, ő az egyik olyan barátom, akit a tudomány adott nekem. Dombi Péter Krausz Ferenccel dolgozott, majd Ottawába jött. Viszonylag jól ismerem őt, mert ha valaki a laborodban dolgozik, sokat megtudsz róla. Természetesen az ELI ALPS több kutatóját is ismerem, konferenciákon találkoztam velük.
Mit tanácsol a hallgatóknak és a pályakezdő fizikusoknak?
Ez nehéz kérdés, mert az ember nem igazán akar tanácsot adni. Ha egy fiatal tudós valami igazán fontosat szeretne csinálni, akkor semmilyen tanácsot sem szabad követnie. Csak az ösztöneire kell hallgatnia.
Ezzel kapcsolatban Charles Townes Nobel-díjas amerikai fizikus a következő történetet mesélte. Fiatal kutatóként úgy érezte, kollégái szerint tönkreteszi a karrierjét azzal, hogy ezen az őrült lézeres ötleten dolgozik. Már így is sokan dolgoznak olyasmin, ami sosem lesz működőképes. Townes 1954-ben alkotta meg a MASER nevű eszközt. Hat évvel később ötletét továbbfejlesztették azzal, hogy mikrohullámú energia helyett optikai fényt erősítettek. A Bell Laboratories az új találmányt lézerként (LASER) szabadalmaztatta. Vajon ez tönkretette Townes karrierjét? Egyáltalán nem! Ez a zseniális fizikus az ösztöneire hallgatott. Azt tanácsolom a fiataloknak, hogy ugyanezt tegyék. Ha úgy gondolják, hogy tudnak egy jó módszert, próbálják ki. Ne töltsenek sok időt azzal, hogy azt csinálják, amit már más megcsinált. Keressenek egy megoldatlan problémát, azután legyenek elszántak. Ne foglalkozzanak a többiekkel, akik nem feltétlenül értenek velük egyet.
Hogy én mit tettem? Bíztam magamban, majd előálltam az attoszekundumos impulzusok keltésének ötletével. Bizonyos szempontból ez forradalmi megközelítés volt. Úgy éreztem, hogy nekem van igazam, és a világ téved. Bíztam magamban és abban, hogy megoldok egy általam fontosnak tartott, addig megoldatlan problémát.
Mit adott önnek a tudomány?
Visszatekintve nem lehetek elégedetlen, mert csodálatos utazáson vagyok túl. Megtapasztaltam, hogy milyen fantasztikus a kutatói karrier. A világ minden táján vannak kollégáim, akik egyben a barátaim is. Kollégák és barátok Kanadában, az Egyesült Államokban, Oroszországban, Kínában, Európában, mindenhol. Azt hiszem, ez egy kiváltságos kapcsolat a világgal. Szeretek konferenciákra járni, új emberekkel találkozni, mert ők azután a barátaim lesznek. Osztoznak a technológia és a tudomány iránti érdeklődésemben. Ugyanúgy, mint ahogy az ember a szomszédjával osztozik a virágok iránti érdeklődésben. Szerintem a tudomány csodálatos életet kínál.
Életrajz:
Paul Corkum (1943) kanadai fizikus, az attoszekundumos fizika és a lézeres tudományok nemzetközileg elismert alakja. Az 1980-as években kidolgozott egy modellt az atomok ionizációjára, azaz plazma előállítására. Ennek alapján új módszert, optikai térionizációt (optical field ionization – OFI), javasolt a röntgenlézerek előállítására. Napjainkban az OFI-lézerek a röntgenlézeres kutatások egyik legfontosabb fejlesztési irányát jelentik. A Physical Review Letter című folyóiratban 1993-ban megjelent cikke megalapozta az attoszekundumos impulzuskeltést lézerek segítségével. Ezzel a módszerrel Corkum és bécsi kollégái, köztük Krausz Ferenc, 2001-ben elsőként keltettek egy femtoszekundumnál rövidebb lézerimpulzusokat.
2022-ben a fizikai Wolf-díj egyik jutalmazottja volt, 2025-ben pedig elnyerte az Amerikai Fizikai Társaság (APS) kiemelkedő kutatási eredményekért adományozható kitüntetését.
Borítókép: Paul Corkum látogatást tett az ELI ALPS lézeres és attoszekundumos laboratóriumaiban, megtekintette a csúcstechnológiás berendezéseinket. A laborlátogatás után elismerően nyilatkozott a kutatási infrastruktúra kiemelkedő színvonaláról, dicsérte a felszereltséget, a források technikai paramétereit, a kollégák felkészültségét. A képen a HR lézerlaborban a lézerek fejlesztése során felmerült technikai kihívásokkal kapcsolatban érdeklődik.
Fotók: Balázs Gábor