A szülők terelték, vagy egyéni döntés volt a fizikusi pálya?
Édesapám villamosmérnök, édesanyám üzemszervező üzemmérnök. Én egészen kicsi koromtól villamosmérnök akartam lenni. A gimnázium első évében édesapám elmesélte, hogy az én koromban ő rádiót épített. Mondtam magamban: én még nem építettem ilyet, tehát most már késő erre a pályára állni. Végül úgy döntöttem, hogy a fizika felé orientálódom.
Fizikatanárunk, a pályáját akkor kezdő Tóth Csaba nagyon lelkes volt, rendszeresen tartott fizikaszakkört, kísérleteztünk és versenyfeladatokat oldottunk meg. Az osztályból sokunkat elvarázsolt, de egyedül én lettem fizikus. Egyetemként Szeged is szerepelt a lehetőségek között, végül az ELTE-re jelentkeztem, ahol 1997-ben diplomáztam.
Mit adott az ELTE?
Az erős elméleti oktatás megtanított arra, hogy ha az ember érteni akarja a jelenségeket, tisztában kell lennie az elméleti háttérrel. Második évben másfél hónapot töltöttem Bécsben, ahol atomerő-mikroszkóppal atomi léptékben láthattam az anyagot. Az osztrák kollégák marasztaltak, de úgy gondoltam, hogy az optika és a lézerek világa jobban érdekel, és azt Budapesten is alaposan megismerhetem.
Ötödévesként olyan kutatócsoportot kerestem, ahol erős volt az optikai és lézerfizikai kutatás. Tempus-ösztöndíjjal egy félévet Jénában töltöttem. Elbűvölt, hogy ott nagyteljesítményű lézer működött. Néhány héttel később a professzorom felajánlotta, hogy PhD-hallgatóként folytassam ott a kutatást. Sokat vacilláltam, végül azért döntöttem Jéna mellett, mert itthon egy lézer építésében vehettem volna részt, ott viszont már egy nagyteljesítményű lézerrel kísérletezhettem.
Hogyan került Bécsbe?
A PhD-fokozat megszerzése után felvettem a kapcsolatot a Bécsi Műszaki Egyetemen dolgozó Krausz Ferenccel, aki meghívott a csoportjába. Feri nem sokkal később a németországi Garchingban átvette a Max Planck Kvantumoptikai Intézet igazgatói feladatait, én pedig hamarosan követtem. 2004 és 2016 között dolgoztunk együtt.
Bécsben viszonylag kis energiájú lézerekkel próbáltunk elektronokat gyorsítani és megfigyelni. Nem haladtunk, később derült ki, hogy a millijoule-os energia ehhez messze nem volt elég. Garchingban már rövid impulzusú, nagy energiájú lézereket építettünk.
2016-ban Umeåba költözött. Miért Svédországot választotta, s nem az egy évvel később átadott ELI ALPS-ot?
Az ELI-vel már korábban is volt kapcsolatom. Részt vettem például az ELI-projekt alapköveként emlegetett átfogó stratégiai és tudományos megalapozó dokumentum, az úgynevezett ELI White Book kidolgozásában. 2013-ban pedig megpályáztam egy szegedi állást, de az akkor nem jött össze. Közben egyre erősebb volt bennem az igény, hogy önálló csoportot vezessek, a svédek pedig professzori állást kínálva teljesítették az álmomat.
Miért haladnak lassan a nagy lézerrendszerek fejlesztései?
Egy ilyen berendezésnél már nem elég, hogy maga a lézer működik. A kísérletekhez számos további dolognak kell egyszerre megfelelően üzemelnie. Sok probléma csak használat közben derül ki. Ilyenkor vissza kell menni, megkeresni a hibát, módosítani a rendszert, majd újra tesztelni.
A kisebb rendszereknél gyakran volt olyan megoldás, amely nem volt tökéletes, mégis használható eredményt adott. A nagy rendszereknél viszont egyetlen elem kisebb hibája is további problémákat okozhat.
Volt például egy bécsi fejlesztés, amelynél azt gondoltuk, hogy néhány nap alatt az egy kilohertzes ismétlési frekvenciát tíz kilohertzre emelhetjük. Végül körülbelül másfél év kellett ahhoz, hogy elérjük a később három kilohertzre csökkentett célt. Ez ráadásul egy viszonylag kis rendszer volt. Ma már százezer hertzes ismétlési frekvenciájú berendezésekről beszélünk, de ahogy nő a teljesítmény és a komplexitás, a problémák száma és összetettsége is gyorsan növekszik.
Mondjon egyet ezek közül!
Ilyen például a hőterhelés. Egy tízwattos rendszerben ez egészen más kérdés, mint egy több száz wattos rendszerben. A nagyobbnál kisebb eltérés is olyan hőterhelést okozhat, amely egy optikai elem vagy akár egy tükörtartó deformációjához vezet. Egy nagy precizitású rendszerben ennek komoly következményei lehetnek.
Milyen kapcsolatban állnak az Umeåban folyó kutatások az ELI ALPS-szal?
Van egy tanácsadói szerződésem az ELI-vel, elsősorban a lézerrendszerek területén. Az OPCPA-rendszerekkel és bizonyos kérdésekben a petawattos lézerrel is foglalkozunk. Emellett az elektrongyorsítás területén is együttműködünk. Az egyik lehetőség az, hogy az általunk kifejlesztett speciális technológiát Szegeden is megvalósítsuk, és az is elképzelhető, hogy kutatók érkeznek hozzánk bizonyos módszerek kipróbálására.
A relativisztikus harmonikusok, köztük a plazmaalapú folyamatok kutatásában is vannak közös terveink. Korábban már végeztünk közös kísérletet, amelynek adatait Szegeden tovább értelmezték. Most újabb kísérletet tervezünk. Az ELI-ben nagy mennyiségű adatot gyűjthetünk, így pontosabban meghatározhatunk olyan paramétereket is, amelyeket közvetlenül nem tudunk megmérni.
Milyen az ELI megítélése nemzetközi szinten?
Nemzetközi összehasonlításban is egyedülállóak az itteni lehetőségek. Már az itt működő kisebb lézerrendszerek között is vannak olyanok, amelyek hagyományos egyetemi laborban elképzelhetetlenek, a nagyobbakról nem is beszélve. Egy egyetemi kutatócsoport önállóan nem tudna ilyen infrastruktúrát fenntartani.
Minél jobb eredményeket és forrásparamétereket sikerül elérni, annál több külső kutatócsoport fog érkezni. Ez az ELI egyik legfontosabb feladata: olyan egyedülálló infrastruktúrát biztosítani, amelyet a világ különböző pontjairól érkező kutatók használhatnak és használni is akarnak.
Mire számít a következő években?
A nagy lézerrendszerek fejlesztése lassabb folyamat, mint ahogy azt az ember pályája elején elképzeli, de egyre több olyan technológiai probléma oldódik meg, amely korábban akadályt jelentett. Ma olyan kísérleteket lehet elvégezni, amelyek néhány évtizeddel ezelőtt még elképzelhetetlenek voltak.
Nem az a lényeg, hogy van egy hatalmas lézerünk, hanem az, hogy mire tudjuk használni. Ha megfelelő forrásparamétereket, stabil működést és nemzetközi együttműködést tudunk biztosítani, nagyon komoly kutatási lehetőségek nyílnak.