Az elektronok lesifotósa
A Nobel-díjak történetében másodszor fordul elő, hogy két magyarnak is odaítélték ezt a kitüntetést ugyanabban az esztendőben. Legutóbb 1994-ben volt így, amikor Oláh György kémikust és Harsányi János közgazdászt jutalmazták. Az idén Karikó Katalin, valamint Krausz Ferenc érdemelte ki a világ legrangosabbnak tartott tudományos elismerését.
A harmadmagával fizikai Nobel-díjat kapott, 1962-ben Móron született és az ELTE-én fizikusi, a műegyetemen pedig villamosmérnöki oklevelet szerzett Krausz Ferencről szóló írásom címét a tudós felfedezésének lényegét ismertető rövidfilmből kölcsönöztem. Az általa kifejlesztett lézeres technikával a korábban követhetetlen elektronok mozgását lehet – képletesen szólva – lencsevégre kapni.
A fizikából és a kémiából talán sokan tudják, hogyan épülnek fel az atomok. A mag körül különböző energiaszinteken elektronok mozognak és ezek teszik lehetővé a molekulák keletkezését is. Ha valamilyen energia éri az elektronokat, ezek kilökődhetnek a helyzetükből és egy magasabb energiaszintre kerülnek, és akkor a „hiányzó rész” mozgását le lehet fényképezni. Igaz, ez nem a szó köznapi értelmében használt módot jelenti, hanem egy olyan speciális berendezést, amely ezeket a nagyon kis idő alatt – az attoszekundumok tartományában, vagyis a másodperc milliárdszor milliárdod része alatt – lejátszódó folyamatot rögzíti. Hogy milyen parányi időről van szó, elég arra gondolni, hogy ha számmal szeretnénk leírni, akkor a 0 utáni tizedesvessző mögé további tizennyolc nullát kell írni (10-18).
Krausz Ferencnek és munkatársainak végül sikerült egy olyan attoszekundumos kamerát szerkeszteni, amelynek „vakuja” éppen az elektron helyén lejátszódó igen rövid ideig tartó mozgást képes megvilágítani és éles felvételt készíteni róla.
Ezt a villanófényt tulajdonképpen a kilökött, majd a helyére visszakerülő elektron gerjeszti. Kezdetben a kutatók nemesgázatomokkal (elsősorban kriptonnal) folytattak megfigyeléseket és folyamatosan tökéletesítették a technikát. Krausz Ferenc a 80 attoszekundumos fényvillanásokkal bekerült a Guinnes Rekordok Könyvébe is.
Jelenleg már az foglalkoztatja, milyen gyakorlati alkalmazásai lehetnek ennek a módszernek. Egy nyilatkozatában annak a reményének adott hangot, hogy az orvosi diagnosztikában nagyon hasznos lehet.
Elegendő egy vércseppmintát infravörös lézerimpulzusokkal megvilágítani, majd úgynevezett lézeres molekuláris ujjlenyomatot készíteni. Ebből következtetni lehet, hogy a szervezetben nincsenek-e olyan molekulacsoportok, amelyek „elhangolódtak”, azaz valamilyen kóros állapotra utalnak.
Nagyon leegyszerűsítve: az egészséges molekulatípusok rezgéstartományát összevetik a sok ezer vérminta mesterséges intelligencia segítségével meghatározott rezgéstartományaival, amelyek eltérhetnek az egészséges molekuláktól, ez nevezhető elhangolódásnak, ami összefügghet valamilyen betegséggel.
Krausz Ferenc a szegedi egyetem munkatársaival már évek óta együttműködve ennek a diagnosztikának a kidolgozásával foglalkozik, és mindehhez Magyarország kormánya 20 milliárd forinttal járul hozzá! Az orvosi diagnosztikában nagyon fontos, hogy korán felismerjék valamilyen kóros állapot kialakulását. Ha időben észlelik például a daganatokat, akkor sokkal előbb kezdődhet meg a kezelés, miközben költségeket is megtakaríthatnak és a gyógyulás esélye is jelentősen nagyobb. Vannak más betegségek is (például az Alzheimer-kór), amelyek már jóval korábban előre jelezhetők lehetnének, és ha nem is gyógyíthatók, kialakulásuk lassítható és ez javíthat a betegek életminőségén.
Megjelent a Magyar7 hetilap 2023/41. számában.
