A nukleáris fizika nem mágia

A legtöbben, ha meghallják azt a szót, hogy nukleáris fizika, azonnal valami bonyolultra, távolira, sőt talán veszélyesre gondolnak. Pedig ez a tudományterület jóval több és izgalmasabb, mint szigorú egyenletek és reaktorok – és közelebb van hozzánk, mint gondolnánk. A nukleáris fizika a világegyetem szívébe kalauzol bennünket. Oda, ahol az atommagok rejtőznek – ezek a szinte felfoghatatlanul apró részecskék olyan erőket rejtenek, amelyek csillagokat égetnek el, energiát termelnek, vagy éppen új elemeket hoznak létre. Az atommagon belül zajló folyamatok határozzák meg, hogyan keletkeznek a csillagok, mi történik egy szupernóva-robbanás során, sőt még azt is, hogyan működnek bizonyos orvosi diagnosztikai eszközök.

A legtöbb ember nem is sejti, hogy a nukleáris fizika nemcsak reaktorokban és laboratóriumokban él: a rákgyógyászatban használt sugárkezelések is ezen az elven működnek, a régészek szénizotópos kormeghatározással tárják fel a múltat, a világűr kutatásában pedig kozmikus sugarak nyomait elemzik nukleáris fizikai módszerekkel. A fizika ettől a ponttól már nemcsak számokról és képletekről szól, hanem történetekről, kérdésekről és jövőképről. De vajon mit építhetünk, ha megértjük és uraljuk ezt az óriási, mégis láthatatlan világot?

A törökbecsei származású, mindössze 34 éves dr. Koszorús Ágota jelenleg a Leuveni Katolikus Egyetem docense, emellett a belgiumi Nukleáris Kutatóközpontban dolgozik kutatóként. A fiatal, magyar nukleáris fizikusnő arról mesélt, hogyan indult az útja, milyen dolgok inspirálják, és hogyan találja fel magát egy olyan tudományterületen, ahol az atommagok törvényei írják a világ legmélyebb szabályait.

– Az általános iskola befejezése után még nem tudtam, hogy pontosan mivel is szeretnék foglalkozni, ezért az Óbecsei Gimnáziumba iratkoztam. Sokat jártam különféle anyanyelvi versenyekre, és második, harmadik osztályos koromig úgy éreztem, hogy a Magyar Nyelv és Irodalom Tanszéken szeretnék majd továbbtanulni. Végül azonban meggondoltam magam. Mindig is értettem és szerettem a fizikát, középiskolás koromban elolvastam különféle fizikusok könyveit, majd a gimnázium befejezése után az Újvidéki Egyetem Természettudományi–Matematikai Karán kezdtem meg az egyetemi tanulmányaimat. A felvételi vizsga nem volt nehéz, nem is kellett rá sokat tanulni, ám tudtam azt, hogy a neheze majd csak azután jön. A kutatói szakra iratkoztam be, amit már az első naptól kezdve nagyon szerettem. Jó volt az együttműködés a tanárokkal, és mivel szeretem a kísérleti fizikát, nagyon örültem annak, hogy sok laboratóriumi kísérletet tudtunk elvégezni. Itt szeretném elmondani, hogy az Óbecsei Gimnáziumban Lapis István volt a fizikatanárom, később pedig Miodrag Krmar tanította a nukleáris fizikát. Mindketten nagyon jó pedagógusok, úgyhogy szerintem ez is közrejátszott abban, hogy a fizika, majd a nukleáris fizika mellett döntöttem. Amikor befejeztem a mesterképzést, az egyik barátnőm küldött egy linket, hogy próbáljam meg, és pályázzak a doktori képzésre. Emlékszem, másnap volt a határidő, úgyhogy sietnem kellett. Tulajdonképpen egész egyszerűen így kerültem a Leuveni Katolikus Egyetemre, ami azért is volt érdekes, mert nem nagyon tudtam angolul – vallott a pályakezdéséről dr. Koszorús Ágota.

A fiatal nukleáris fizikusnő 2015 és 2019 között folytatta doktori tanulmányait. Doktori értekezése elismerésben részesült, amit az Európai Fizikai Társaság Nukleáris Fizika részlege ítélt oda neki.

– A nukleáris fizikában vannak olyan atommagok, amelyeket mi mágikus atommagoknak nevezünk. Ez viszont egy nagyon rossz kifejezés, hiszen a nukleáris fizika nem mágia. Ezek a mágikus atommagok sokkal stabilabbak, mint ahogyan azt mi elvárnánk. A doktori disszertációmban az egyik ilyen mágikus atommagot tanulmányoztam: be kellett bizonyítanom, hogy a kálium 52-es izotópja nem olyan mágikus, mint az hitték. Miután ledoktoráltam, a Liverpooli Egyetemnek dolgoztam posztdoktorként, viszont Finnországban, Jyväskyläban éltem. A posztdoktori állás lehetőséget nyújt a pályakezdő kutatóknak arra, hogy elmélyítsék szakértelmüket, további kutatási tapasztalatot szerezzenek, és fejlesszék szakmai képességeiket. Az eredeti terv az volt, hogy Finnországban is dolgozom, egy ottani nagy laboratóriumban, és gyakran utazom majd Liverpoolba. Időközben azonban kitört a koronavírus-járvány, és emiatt soha nem került sor a liverpooli utazásokra, sőt mi több, Angliában sem jártam még. A Leuveni Katolikus Egyetemen a mentorom az Európai Nukleáris Kutatási Szervezetben, a CERN-ben dolgozott, így a doktori képzés második éve alatt én is Franciaországba költöztem. Előtte folyamatosan utazgattam Genf és Belgium között, így okosabbnak láttam, ha oda is költözök. A doktori képzésem utolsó két évét a CERN-ben töltöttem, azután Finnországba költöztem, majd ismét visszaköltöztem a CERN-be egy évre. A CERN igazából olyan, mint két összenőtt falu: egy része Svájcban, egy része Franciaországban van.

Rengeteg laboratórium működik ott, amelyek kihasználják, hogy a CERN-ben részecskéket gyorsítanak. A mi laboratóriumunkban például a protonokat arra használtuk, hogy különböző radioaktív atommagokat csináljunk, majd azokat tanulmányoztuk. Olyan atomokat kellett tanulmányoznunk, amiket nem találunk meg a természetben, sőt, még a világűrben sem, hiszen ezáltal jobban megértjük mindazt, ami körülvesz minket. Én az ISOLDE nevű laboratóriumban dolgoztam, ahol ugyan minden csoport nukleáris fizikával foglalkozik, ám különböző eszközökkel különböző kísérleteket végez, és az atommag más-más tulajdonságait tanulmányozza. Én a kutatásaim során lézert használok. A doktori képzés ideje alatt valóban sok tapasztalatra tettem szert, habár az is tény, hogy nagyon sok időt töltöttem a laboratóriumban. Végül Belgiumba telepedtem át, de továbbra is együttműködök a CERN-ben dolgozó kollégákkal. Így utólag elmondhatom, hogy a pályakezdésem első néhány éve tényleg mozgalmas volt – emlékezett vissza Ágota.

A kutató szerint a nukleáris fizika érdekessége, hogy egyrészt van egy fundamentális oldala, másrészt viszont több területen is használják, ilyen például az egészségügy. Az anyag legbelső, legkisebb egységeit, az atommagokat vizsgálja, és ezáltal képes hatalmas energiákat feltárni. A Nap energiájától kezdve a gyógyászatban használt képalkotó eljárásokig a nukleáris fizika szó szerint ott van életünk minden szegletében: gyakran úgy, hogy észre sem vesszük.

– Miért van például az, hogy egyes atommagok stabilak, mások viszont lebomlanak, és miért van az, hogy az egyik nagyon kicsi, a másik pedig nagyon nagy? Egyszerű kérdéseknek tűnhetnek ezek. Úgy próbálunk meg különféle kísérleteket kitalálni, hogy ezekre a kérdésekre választ kapjunk. Manapság sok fiatal, kreatív, gyakran női kutató is dolgozik ezen a területen. A nukleáris fizikus ma már nem egy titokzatos, távoli figura. A Leuveni Katolikus Egyetemen a mentorom nő volt, és a csoportunkban is többen voltunk mi, nők, mint férfiak. Soha nem volt olyan érzésem, hogy ez egy kizárólag férfiaknak való hivatás lenne. A mi szakmánkban nagyon fontos, hogy minél több nemzetközi laboratóriumban szerezzünk tapasztalatot, ezért dolgoztam én is több helyen. Évente 4-5 kísérletünk van, amelyek akár egy hétig is eltarthatnak, és olyankor folyamatosan, 24 órán át dolgozunk, előtte és utána pedig ezekre a kísérletekre készülünk. Nagyon sokoldalú szakma ez, viszont nem családcentrikus. A párom szintén nukleáris fizikus, és mondhatom, a kapcsolatunk kezdeti időszaka egyáltalán nem volt egyszerű, hiszen mindketten sokat utaztunk. Jelenleg Leuvenben élünk, és van egy kislányunk, aki júniusban lesz egyéves – mesélte a kutató.

A nukleáris fizikusnő egyetemi docensként jó kapcsolatot ápol a hallgatókkal. Mint mondja, bizonyára az is közrejátszik ebben, hogy ő maga is fiatal, így gyorsan és könnyedén megtalálja a velük a közös hangot, a közös nevezőt.

– A jó egyetemi tanár több szerepet is betölt egyszerre: oktató, mentor, inspiráló személyiség és sok esetben kutató is egyben. Az alapképzésen körülbelül hatvan diáknak tartok atomfizikát. Ők elég keveset beszélnek, visszahúzódóbbak, hiszen még csak most kezdték meg az egyetemi tanulmányaikat. A mesterképzésen részt vevő hallgatók viszont már eldöntötték, hogy nukleáris fizikával szeretnének foglalkozni, és nem félnek attól, hogy esetleg buta kérdést tesznek fel. Velük nyilvánvalóan sokkal közvetlenebb a viszonyom. Emellett néhány doktorandusz munkáját is figyelemmel kísérem, amit nagyon élvezek, négy doktoranduszt pedig én mentorálok. Nem az a cél, hogy „villogjak” a tudásommal, hanem az, hogy átadjam azt. Mindig, amikor megválaszolunk egy-egy kérdést, akkor rájövünk arra, hogy még több kérdés rejtőzik mögötte. A nukleáris fizikát nem tudjuk leírni matematikailag sem. Ha az elméleti nukleáris fizikusok le tudnának írni egy olyan matematikai egyenletet, ami előrelátja, hogy milyen tulajdonságai vannak az atommagoknak, akkor befejeznénk a kutatást. De ez nagyon-nagyon messze van, és ennek több oka is van. Az egyik az, hogy a számítógépek túl lassúak ahhoz, hogy megoldják az ilyen összetett matematikai problémákat. A nukleáris fizikában a kísérleti fizika több lépéssel az elméleti fizika előtt jár, éppen ezért rendkívül fontos az is, hogy együtt dolgozzunk, egyebek között ezért is annyira fontosak a különféle szakmai konferenciák. A mi hivatásunkban különösen nagy jelentőséggel bírnak az új technológiák és azoknak az alkalmazási lehetőségei – hangsúlyozta dr. Koszorús Ágota, hozzátéve, a tanítás mellett természetesen a kutatói munka sem szorul háttérbe.

– Belgium nagy fába vágta a fejszéjét. Egy hatalmas laboratórium kiépítését tervezik, amelynek MYRRHA a neve. Az a cél, hogy egy nagy nukleáris erőmű épüljön ki, ahol le tudják majd bontani a nukleáris hulladékot, hiszen ez nagy gondot jelent a világban. Ez a reaktor energiát is tudna termelni, illetve lenne egy olyan része is, ahol nukleáris fizikával is foglalkoznánk. Nekem az a dolgom, hogy egy olyan kísérletet találjak ki és építsek fel, amit ott rögtön használni tudnának. Ez a projekt egyelőre csak az enyém, ám miután felépül a laboratórium, mások is csatlakoznak majd. A kísérleti fizikában azonban nincs olyan, hogy valaki egyedül dolgozik valamin, hiszen egy-egy kísérlet rendkívül sokba kerül – zárta beszélgetésünket dr. Koszorús Ágota.