Gondolatok a 21. század tudományáról
Kroó Norbert fizikus professzor, az Év Ismeretterjesztő Tudósa
2016-ban Kroó Norbert professzort választotta az Év Ismeretterjesztő Tudósának a Tudományos Újságírók Klubja. Ahogy írják: "Egész munkásságát áthatja a természettudományok iránti alázata és elkötelezettsége – és mindezt páratlan szerénységgel teszi."
A díjjal együtt ezentúl a professzor nevét viseli a 269742 Króonorbert kisbolygó is.
A TÚK indoklásában kiemelte, hogy Kroó Norbertnek munkássága során számos helyen jelentek meg tudományt népszerűsítő írásai, interjúi, többek között az Élet és Tudomány, Elektrotechnika, Fizikai Szemle, Magyar Tudomány, Természet Világa hasábjain, valamint rádió- és televízió-csatornákon is rendszeresen felhívja a figyelmet a természettudományok mindennapjainkat átszövő, meghatározó szerepére. Fontosnak tartották továbbá, hogy a Fény Nemzetközi Éve (2015) Programbizottság elnökeként vezető szerepet vállalt a témához kapcsolódó tudományos és ismeretterjesztő hazai rendezvények kigondolásában és koordinálásában.
A Fény Éve
"Ha nem lenne fény, mi sem lennénk. Úgy növünk fel, hogy természetesnek vesszük a napsugarat. Magától értetődőnek tartjuk, hogy otthon, a lámpát felkapcsolva, világos lesz a szobában. - írta Kroó Norbert a Fény Nemzetközi Éve kapcsán. - A 21. század elejére teljesen megszokottá váltak a fényt alkalmazó technológiák, amelyek a tudósoknak köszönhetően immár mindennapjaink részét alkotják. A legtöbb ember nem is gondol rá, pedig igaz: sokszor a tudomány hoz fényt az életébe.
Új típusú fény
2015. végén kiemelkedő tudományos és közéleti munkássága elismeréseként Kroó Norbertet kérték fel, hogy elsőként tartson előadást Charles H. Townes (1915-2015) Nobel-díjas amerikai fizikus emlékére. Az eseményre a Texasi A&M Egyetemen januárban rendezendő nagyszabású tanácskozáson, a 2016-os kvantumelektronikai konferencián kerül sor.
Charles H. Townes 1954-ben építette meg a lézer elődjét, a mézert, később a szintén Nobel-díjas Arthur Schawlow-val felvázolták a lézer működési elvét.
Charles H. Townes a mézer első prototípusával
Munkásságáért 1964-ben két szovjet fizikussal – Alekszandr Prohorovval és Nyikolaj Baszovval – megosztott fizikai Nobel-díjban részesült. A lézer forradalmasította a tudományt, a gyógyítást, a kommunikációt, de Townes maga is számos alkalmazási területet talált találmánya számára, például kollégáival elsőként észlelte lézeres mérésekkel az összetett molekulákat a világűrben, és határozta meg a Tejútrendszer központját elfoglaló fekete lyuk tömegét.
Charles H. Townes a mézerrel
Óriási megtiszteltetés, hogy elsőként kértek fel ennek a különleges emlékelőadásnak a megtartására – mondta Kroó Norbert, aki a meghívást legújabb kutatási eredményeivel hozza összefüggésbe. A magyar fizikusnak munkatársaival ugyanis a szobahőmérsékletű szupravezetés területén sikerült előrelépést elérnie.
A szupravezetés olyan fizikai jelenség, amelynek során egyes anyagok nagyon alacsony hőmérsékleten, általában mínusz 200 Celsius fok alatt, elvesztik az elektromos ellenállást, kizárják magukból a mágneses mezőt, az állapot további jellemzője, hogy az elektronok párba rendeződve mozognak.
Egy új típusú fénnyel foglalkozom, az úgynevezett felületi plazmonok természetét igyekszem tisztázni, amelyekre nem vonatkozik több, a ‘rendes’ fényre érvényes korlátozás.
A felületi plazmonok a fém felületén lévő vezetési elektronoknak a lézerfény segítségével gerjesztett hullámszerű mozgása. Kísérleteik során a felületi plazmonokat rendkívül vékony, 50 nanométer, vagyis 500 atom vastagságú, áttetsző aranyrétegben, nagyon intenzív és igen rövid ideig tartó lézerimpulzusokkal hozzák létre.
A lézerimpulzus intenzitása négyzetcentiméterre vetítve körülbelül 15-16-szor haladja meg a teljes magyar villamosenergia-fogyasztást, azonban csupán a másodperc tizedmilliárdod részéig tart. Erre azért van szükség, hogy ne melegedjen túlságosan fel a felület, ne égjen le róla az anyag, de azért is, mert ilyen ultrarövid impulzusok alkalmazásánál minden a szokásostól eltérően történik.
Eddig körülbelül 10 olyan bizonyítékot sikerült találnia, amelyek egyértelműen alátámasztják a szupravezető állapot létrejöttét. Így például az ultrarövid lézerimpulzusok hatására az elektronok párba rendeződtek, ami a szupravezetés egyik kritériuma. Meghatározták az elektronpárok spektrumát és kilépési sebességét, továbbá sikerült a mágneses mező “kiszorítására” utaló adatokat is mérniük.
A Kroó Norbert által a nanoszerkezetek vizsgálatára kifejlesztett közeli tér pásztázó alagútmikroszkóp segítségével az is kiderült, hogy ez a szupravezető állapot 100 milliószor hosszabb ideig maradt fenn, mint az alkalmazott lézerimpulzus időtartama.
A létrehozott fény szempontjából ez szinte örök élet.
A legújabb méréseik szerint az intenzív lézerimpulzusok hatására megváltoznak az új típusú fény tulajdonságai. Ez a tulajdonságváltozás még az új típusú fénytől is független, már a szupravezető állapot létrejötte előtt és annak megszűnte után is fennáll.
Kroó Norbert eredményei a méréstechnikában, vagy például az információs technológiákban hasznosíthatók, de még előre nem látható felhasználásokra is lehet számítani.
Charles Townes a lézer elvét felfedezve azt mondta, hogy egy megoldás keresi az alkalmazásokat. Itt is arról van szó, hogy egy megoldás keresi az alkalmazásokat.
