Kínai tudósokkal az új technológiákért

Akt.:
Kínai tudósokkal az új technológiákért
© Fotó: Molnár Péter
Debrecen – Az Atomki felszereltsége és tapasztalata vonzó a kínai tudósoknak is.

Nemrégiben zárult le az a magyar–kínai közös kutatás, melyben az Atomkiba is érkeztek tudósok a távoli országból. A magyar és a kínai tudományos akadémia csereprogramjának keretében zajlott eseményen az MTA Atommagkutató Intézet és a University of Science and Technology of Hefei (USTC) munkatársai az anyagtudomány területén dolgoztak együtt.

A témavezetők, prof. Zejun Ding és prof. Tőkési Károly; mindkettejük kutatási területe – többek közt – az elektron­kibocsájtás vizsgálata különböző kölcsönhatásokban, illetve hasonló módszerekkel dolgoznak. A közös munkához a USTC elsősorban az informatikai feltételeket és az elméleti munkában történő jártasságot, míg az Atomki főleg a kísérleti hátteret biztosította. Utóbbi szintén nagy gyakorlattal rendelkezik különböző, a kísérletekhez szükséges minták előállításában is. Prof. Zejun Ding és diákja, Huan Xu több hetet töltöttek a debreceni intézményben.

Régi kapcsolat

– Az együttműködésünk Tőkési Károllyal jó pár évvel ezelőtt kezdődött. Először 2000-ben látogattam Magyarországra, Budapestre, egy felületfizikával foglalkozó konferenciára, ahol mindketten meghívott előadók voltunk. Később az Oszaka Egyetem laborjában dolgoztam a debreceni kollégával és akkor merült fel a kooperációs munka ötlete. Ettől kezdve szinte folyamatosan vannak közös kutatási projektjeink, az egyik most vált valóra – idézte fel Zejun Ding arra a kérdésünkre, hogyan esett választása a cívisvárosi intézményre. Azt is elmondta, az együtt végzett kutatások eredményeit számos tudományos publikációban jelentették meg, valamint nemzetközi konferenciákon mutatták azokat be; továbbá sok diákja és kollégája is megfordult már az Atomkiban.

A fordított Monte-Carlo

– A közelmúltban kifejlesztettünk egy elméleti módszert, az úgynevezett fordított Monte-Carlo módszert, ami arra szolgál, hogy az anyagok felületeinek elektron energiaveszteségi spektroszkópiával mért adatait tanulmányozzuk. Az Atomki világszínvonalú egyedi fejlesztésű elektron spektrométerrel rendelkezik, ami alkalmas ezekhez a mérésekhez. Reményeink szerint elegendő adatot gyűjtünk különböző anyagokról, hogy aztán elméleti számítással információkat szerezzünk a tulajdonságaikról, amik vagy hiányosak, vagy pontatlanok az irodalomban. Célunk újraépíteni és rendszerbe foglalni a legfontosabb anyagok optikai tulajdonságait saját méréseinkre és számításainkra alapozva – részletezte a kínai tudós.

Hegyek-völgyek

Fő kutatási területük, a felületfizika lényegének megértéséhez Ding professzor egy hasonlatot hív segítségül.

Fotó: Molnár Péter Fotó: Molnár Péter ©

– Mindenkinek van tapasztalati elgondolása a Föld felszínéről. Túrázunk dimbes-dombos tájakon, a hegymászók a csúcsokat próbálják elérni. Egyszer elbicikliztem Szecsuán tartomány fővárosából, Chengduból, Tibet fővárosáig, Lhászáig, hogy megtapasztaljam a gravitációs mező erős váltakozását, amit a völgyek 2000-3000 és a csúcsok 4000-5000 méteres szintkülönbsége okoz. A fellépő potenciálok leküzdésének ezen kemény útja rávezetett, hogy átgondoljam a felszín topológiájának jelentését. A fizikai anyagok felülete a Földéhez hasonlóan viselkedik; gyakran bonyolult formát öltenek a „völgyek” és „csúcsok” egy több dimenziós paraméter-térben. Mi ezt tanulmányozzuk és a tapasztalatainkat matematikai alapokon írjuk le. A probléma megoldásának célja, hogy megtaláljuk a potenciál helyi minimumát a felületen, ami az alapállapotnak felel meg – magyarázta a kínai professzor.

Egyensúlyban

– Az általunk használt megközelítés (a Monte-Carlo módszer) lehetővé teszi, hogy megkereshessük a végtelen lehetséges út közül a rövidebbet, hogy kiszabaduljunk a potenciálvölgyekből, megmásszuk a potenciálcsúcsokat és elérjük a végső célt. A számítógép lehet a legjobb eszköz a potenciálfelület felfedezésére, a leghatékonyabb út megtalálására. Nemrég kifejlesztettünk egy hasznos módszert szilárd felületek optikai állandóinak meghatározására, egy új numerikus módszert a felszín analízisben.

Mint mondta, a fenti módszerek nemcsak a fizikában alkalmazhatók, hanem szociális, politikai, ökonómiai és környezeti téren is. – Nekünk, embereknek, megvan a képességünk, hogy az elménkben megalkossunk elképzelt potenciálokat, vagyis egyensúlyi állapotokat, és megkeressük azok helyi minimumát, vagyis hogy hogyan tarthatjuk fenn a kedvező állapotokat a legkisebb energiaráfordítással. Például, napjainkban békésen élünk a Földön egy termikus egyensúlyi állapotban, mely meglehetősen magas hőmérsékletnek felel meg. Ha azonban alacsonyabb hőmérsékleten tudnánk stabilizálni ezt az egyensúlyt, az teljesen megváltoztatná az életünket a világon, jó irányba – mutatott rá a tudós. – De nem is kell ilyen messzire menni: kevesen gondolnák, hogy a fizika optimalizálási módszereit a bankok működésében is hasznosították már!

Egy dimenzióban

Ennél a – ma még inkább – elméleti megközelítésnél némileg kézzelfoghatóbb alkalmazásról is beszélt a kínai professzor, mégpedig a felületfizika közeljövőben várható technikai szerepéről. – A hagyományos ipari anyagok háromdimenziós (3D), míg az információtechnológiai eszközök kétdimenziós (2D) tulajdonságokkal rendelkeznek, utóbbiban érintett a felületi fizika. A nemrégiben felfedezett nanoanyagok egydimenziós (1D), vagy akár „nulla dimenziós” (0D, „kvantum pötty”) kiterjesztésűek és széles a felhasználhatóságuk a biomedicinától a vegyszerekig. A felületfizika kiterjeszti a nanoanyagok kutatását, segítségével új technikai eszközök fejleszthetők vagy találhatók fel. A kihívás az, hogy új módszereket hozzunk létre ezen új eszközök jellemzésére, leírására – részletezte. – Élveztem a pihenést Debrecenben, segített abban is, hogy átgondoljam a jövőbeli kutatási témámat. Futni a város körül át az utcákon, beszívni a hajnali friss és tiszta levegőt, hallgatni a madarak csicsergését; mind emlékezetes számomra – mondta el végezetül.

HBN–SzT








hirdetés