Eseménynaptár

Lézerek alkalmazásai az attofizikától az agykutatásig

Előadások

A regisztráció lezárult.

Időpont

2023. november 13. 13.00-17.10 óra között

Helyszín

Humán Tudományok Kutatóháza - Kisterem
1097 Budapest, Tóth Kálmán u. 4.

Részletek

Levezető elnök: Koppa Pál, az MTA doktora, a Lézerfizikai Tudományos Bizottság elnöke

13.00–13.20:   Nanoplazmonikus magfúzió intenzív lézerterekben
Kroó Norbert, az MTA rendes tagja (Wigner Fizikai Kutatóközpont, NAPLIFE projekt)

Lokalizált plazmonok nanoméretű tartományokba sűríthetik extrém intenzitású és rövid (femtoszekundumos) lézerimpulzusok energiáját. A fém nanorészecskéken a nagy elektronsűrűség, az intenzív közeli terek és a felületen korreláltan mozgó elektronok elősegíthetik könnyű atommagok fúzióját. Az előadás optikai, geometriai, valamint nukleáris kísérleti módszerek eredményeivel szemlélteti a hidrogén-deutérium, valamint más fúziós átalakulások eddigi eredményeit. 

13.20-13.40:    Fúziós neutronforrás ultrarövid lézerimpulzusokkal
Osvay Károly, PhD (Szegedi Tudományegyetem)

A nemzeti laboratórium program céljának megfelelően az ELI-ALPS-ban végzett kísérleteinkben először kimutattuk, hogy 12 fs időtartamú, ~30 mJ energiájú lézerimpulzussal hasonló hatásfokkal lehet neutront kelteni, mint amit eddig a világszerte használt, több (tucat) J energiájú lézerekkel elértek. Ezután a lézert 10 Hz-es ismétlési frekvenciáján működtetve 105 n/s neutron nyalábot hoztunk létre. A következő lépésben a kHz ismétlési frekvenciájú SYLOS lézerrel 108 n/s neutronforrás állítható elő, mellyel biológiai mintákon in vivo tudjuk a sugárzás hatását vizsgálni.

13.40-14.00:    Döntött impulzusfrontú gerjesztéssel előállított nagy térerősségű terahertzes impulzusok és azok alkalmazási lehetőségei
Hebling János, az MTA doktora (Pécsi Tudományegyetem)

A frekvenciájában a mikrohullámú és az infravörös sugárzás között elhelyezkedő terahertzes (THz-es) sugárzás tudományos és technikai alkalmazása az utóbbi bő három évtizedben – a források fejlődésének eredményeként – terjedt el. A PTE Fizikai Intézetében két évtizede kifejlesztett döntött impulzusfrontú THz-es források, amelyeket világszerte széleskörben használnak, tették lehetővé a THz-es pumpa–próba mérések elvégzését, és újabban THz-es elektrongyorsítók fejlesztését. Előadásomban áttekintem a forrásfejlesztést és bemutatok néhány jellemző alkalmazást. 

14.00-14.20:    Lézerek a kvantumtechnológiában
Domokos Péter, az MTA rendes tagja (Wigner Fizikai Kutatóközpont, Kvantuminformatika Nemzeti Laboratórium)

A kvantumtechnológia fejlődésének egyik alapja az, hogy egyre jobb lézereket lehet használni az egyedi kvantumos objektumok külső, kvantummechanikai szintű manipulálására. Az atomokra épülő  alkalmazások igénylik a nagyon koherens lézereket, másrészt viszont éppen a kvantumoptika új módszerei vezetnek egyre stabilabb lézerforrások megépítéséhez. Az előadásban áttekintjük a két terület, a kvantumoptika és a lézerfizika összefonódását, ami végső soron extrém, az atomórák pontosságát meghaladóan stabil lézereket eredményezett. 

14.20-14.40:    Összefonódott fotonpár források tervezése és építése
Sarkadi Tamás, PhD (Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Kvantuminformatika Nemzeti Laboratórium)

Az előadásban röviden bemutatom a BME Atomfizika Tanszékén folyó kvantumoptikai kutatásokat. Tevékenységünk egyik kiemelt célja, hogy összefonódott fotonpár forrásokat készítsünk, melyeket kísérleti kvantum-telekommunikációs rendszerekben lehet alkalmazni. A spontán parametrikus lekonverzión alapuló fotonpár-keltés hatékonyságát, valamint a keletkezett fény spektrális tulajdonságait a jelenség modellezésével és optikai tervezéssel optimáljuk. Az adott alkalmazásnak megfelelő fotonpárforrásokat hordozható optikai rendszer formájában építjük meg. 

14.40-15.00:    Az ELI-ALPS kutatási berendezései, tudományos eredmények
Varjú Katalin, PhD (ELI-ALPS Lézerközpont és Szegedi Tudományegyetem)

Az ELI-ALPS egyedülálló működési modellel a kutatói közösséget felhasználói létesítményként kívánja szolgálni alap és alkalmazott lézeres kutatások körében. Ezen cél elérése érdekében a speciális lézerforrások különböző nemlineáris kölcsönhatások révén frekvenciakonverziót vagy töltött részecskék gyorsítását táplálják. Ezáltal pumpa-próba kísérletekhez páratlan kombinációkban állnak rendelkezésre ultrarövid fény- és részecskeimpulzusok, melyekkel ultrarövid időskálán vizsgálhatók atomok, molekulák, szilárd anyagok vagy plazma folyamatai. 

15.00-15.30    Kávészünet

15.30-15.50:    Ultragyors felületi folyamatok vizsgálata az ELI lézereivel
Óvári László, PhD (ELI-ALPS Lézerközpont és Szegedi Tudományegyetem)

Az ELI-ben található NanoESCA egy fotoemissziós elektronmikroszkóp, melynek segítségével a fotoelektronokat valós vagy impulzustérben (szögfüggően) képezhetjük le. A rendelkezésre álló energia és spin szerinti felbontás által szilárd felületek elektronszerkezetét részleteiben ismerhetjük meg. Fotonforrásként lézeres pumpa és XUV próba impulzusokkal femto/attoszekundumos időskálán is feltárhatjuk az elektrondinamikát. Az előadásban a berendezés alkalmazását néhány példával illusztrálom. 

15.50-16.10:    Elektronok dinamikája a 10 femtoszekundum alatti tartományban
Dombi Péter, az MTA doktora (Wigner Fizikai Kutatóközpont és ELI-ALPS Lézerközpont)

A közelmúltban korszerű titán-zafír lézeroszcillátorokkal számos alapkutatási kísérletet végeztünk elektronok ultragyors folyamataival kapcsolatban szilárdtestekben. Vizsgáltuk forró elektronok relaxációjának folyamatait illetve dielektrikumok tranziens fémesedését is. Ez utóbbi segítségével pedig elsőként sikerült egy olyan optikai chipet létrehoznunk, amely alkalmas lézerimpulzusok vivő-burkoló fázisának mérésére is. Az előadásomban rövid áttekintést adok mind a kiemelt alapkutatási eredményeinkről mind pedig azok alkalmazásával kapcsolatos közelmúltbeli fejlesztésekről. 

16.10-16.30:    Agy-számítógép interfész, avagy az agy aktivitásának írása és olvasása rövidimpulzusú lézerek, gyors, 3D-s akouszto-optikai eltérítésével
Rózsa Balázs, PhD (BrainVisionCenter Nonprofit Kft., Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet, Pázmány Péter Katolikus Egyetem))

Ma már képesek vagyunk működő agyból, észlelés alatt kiolvasni a sejtszintű aktivitásmintázatokat, az akuszto-optikai mikroszkóp segítségével ráadásul 3D-ben. Ezen mintázatok kódjának megfejtése egy igen aktuális kérdése a tudománynak. Számos modell született a dekódolásra, azonban ezek tesztelésére, illetve a későbbiekben a terápiához szükséges, hogy az agyat egyedi sejtek szintjén stimulálni is tudjuk. Az általunk kifejlesztett módszer segítségével ez nemcsak, hogy lehetséges, de akár összetett időbeli aktivitás mintákat is létrehozhatunk az egyes sejteken. 

16.30-16.50:    Fotoakusztikus spektroszkópia alkalmazásai a fúrótornyoktól a műtőig
Gulyásné Szabó Anna, PhD (Szegedi Tudományegyetem)

A lézeres fotoakusztikus spektroszkópia robosztus, mégis nagy pontosságot és szelektivitást biztosító gázkoncentráció-mérési módszer, amelyet különféle ipari folyamatok nyomon követése, környezetkutatási célú mérések és az élő szervezetek (például az emberi szervezet) folyamatainak vizsgálata során alkalmazunk. Előadásomban néhány gyakorlati alkalmazás méréstechnikai kihívásait mutatom be, elsősorban az élettudományokhoz köthető mérésekre összpontosítva.

16.50-17.10:    Lézeres fémnyomtatás közben keletkező nanorészecskék jellemzése és hatásai
Nagy Attila, PhD (Wigner Fizikai Kutatóközpont)

A lézeres fémmegmunkálás közben keletkező nanorészecskék számos ipari folyamat velejárói, és munkaegészségügyi vonzatuk is sok esetben ismert már. Kimutattuk, hogy jelentős mennyiségű fém nanorészecske keletkezik a munkadarabok olvasztásos technikával történő építése közben is, melyek mérete jellemzően a néhány nanométeres tartománytól indul, és idővel a részecskék nagyobb agglomerátumokká állnak össze, masszív finom és ultrafinom részecskefrakciót eredményezve a környezeti levegőben.


Az esemény közvetítését itt érheti el.

Szervező

MTA Fizikai Tudományok Osztálya Lézerfizikai és Spektroszkópiai Bizottság