Krausz Ferenc sok szálon kötődött és kötődik még ma is a hazai tudományos élethez, pályája során, melyet 2023-ban Nobel-díjjal jutalmaztak, számos magyar kutatóval dolgozott együtt, akik munkája szintén hozzájárult a most elért hatalmas sikerhez. Farkas Győző és Tóth Csaba eredményeit a Nobel-díj indoklásában is megemlítik.
Krausz Ferenc 1985-ben diplomázott a Budapesti Műszaki Egyetemen, valamint az Eötvös Loránd Tudományegyetemen, majd 1991-ben szerzett PhD fokozatot a Bécsi Műszaki Egyetemen. Attoszekundumos kutatásait is Bécsben kezdte el, ahol több áttörést is elért először femtoszekundumos lézerek fejlesztésével kapcsolatban, majd az attoszekundumos impulzusok kimutatása és diagnosztizálása terén.
Többek között kollégánkkal, Szipőcs Róberttel közösen fejlesztették ki, majd szabadalmaztatták Magyarországon és az USA-ban az ún. fáziskorrigáló (más néven "csörpölt") lézertükröket, aminek felhasználásával a világon először a bécsi Műszaki Egyetemen tudtak 5 femtoszekundumnál rövidebb, erősített lézerimpulzusokat előállítani, amelyeknek elektromágneses tere körülbelül másfél oszcilláció a lézer 800 nm-es hullámhosszán. Ez azért volt rendkívül fontos eredmény, mert így lehetett elsőként izolált, időfelbontásos spektroszkópiai mérésekre alkalmas attoszekundumos lézerimpulzusokat előállítani ú.n. magasharmónikus (HHG) keltés révén, amit Krausz Ferenc méltatásánál külön kiemeltek. Fontos azt is megemlíteni, hogy a Nobel-díj indoklásában megemlítik két korábbi kutatónk, a 2020-ban elhunyt Farkas Győző és Tóth Csaba egy fontos, 1992-es cikkét is, amelyben attoszekundumos impulzusvonulatok létrejöttét vetítik előre a fent említett nemlineáris folyamatok (HHG) révén. Krausz Ferenc ehhez az 1992-es felismeréshez elsőként szolgáltatott kísérleti bizonyítékot 2001-ben Bécsben. Ez volt az attoszekundumos tudomány felfedezéseinek hajnala, amihez az intézetben is többen hozzájárultak.
Krausz Ferenc jelenleg a Max Planck Kvantumoptikai Intézet igazgatója, a müncheni Lajos Miksa Egyetem professzora és a budapesti Molekuláris Ujjlenyomat Kutató Központ vezetője. A Wigner Fizikai Kutatóközpontban Dombi Péter kutatócsoportjával több lézerfizikai témában is volt, illetve van együttműködése, 2023. szeptember 18-án pedig ő tartotta a Wigner 121 Szimpózium fő előadását Budapesten.
Krausz Ferenc a Wigner 121 Szimpóziumon
Attoszekundumos fényimpulzusok generálásának elve:
A Wigner Fizikai Kutatóközpont Szilárdtestfizikai és Optikai Intézetében (korábbi nevén MTA Szilárdtestfizikai és Optikai Kutatóintézet, SZFKI) az utóbbi 50 év egyik legsikeresebb kutatási iránya a lézerek működésének elméleti megértéséhez, azok széleskörű kísérleti alkalmazásához és nemzetközileg is sikeres fejlesztéséhez kapcsolódik. A felületi nemlinearis fotóemisszió, az elektronok ultragyors dinamikájának femtoszekundumos időtartományokon lezajló folyamatainak megértése folyamatosan az érdeklődés homlokterében volt és ma is ott található.
A Széchenyi-díjas Farkas Győző és tanítványa, Tóth Csaba 1992-ben megfogalmazták az attoszekundumos fényimpulzusok generálásának elvi lehetőségét, amely a „módus-szinkronizált” lézerek spektrális és időbeli tulajdonságait leíró Fourier transzformációs elv magas harmonikusokra való alkalmazására épült. A 90-es években Krausz Ferenc és csoportja a Bécsi Műszaki Egyetemen, a femtoszekundumos lézerek újabb és újabb generációit kifejlesztve, és azokkal magasrendű optikai harmonikusokat keltve gázokban,
végül 2001-ben kísérletileg is előállította a korábban megálmodott, rendkívül rövid, az attoszekundumos időtartam alatt felvillanó fényimpulzusokat. Később Krausz Ferenc a München melletti Garchingban, a Max-Planck-Institut für Quantenoptik kutatóintézet vezetőjeként ezt a kísérleti berendezést fejlesztette tovább egy olyan kísérleti platformmá, ahol már az attoszekundumos lézerimpulzusok gyakorlati alkalmazására is sor kerülhetett. Így lehetővé vált molekulák szerkezetének, kémiai kötéseknek és a bonyolult elektronszerkezetek speciális tulajdonságainak vizsgálata az ultragyors, attoszekundumos időskálán. Krausz Ferenc széles érdeklődést kiváltó eredményei, valamint az MTA SZFKI-ban folytatott kutatások sikere mind hozzájárultak ahhoz az európai szintű döntéshez, hogy a Szegeden megépült és a közelmúltban átadott Extreme Light Infrastructure Attosecond Light Pulse Source (ELI-ALPS) infrastruktúra az attoszekumdumos lézerimpulzusok rutinszerű előállítására és azok gyakorlati alkalmazására fókuszáljon.
Az SZFKI-ban az elmúlt évtizedekben, a sok-fotonos ultragyors folyamatokat vizsgáló kutatócsoport tagjaként Farkas Győző és Horváth Zoltán, Varró Sándor hathatós közreműködésével több projektben szorosan együttműködött a szintén Nobel-díjjal elismert Pierre Agostini-vel is, amikor ő még Franciaországban foglalkozott ezekkel a témákkal.
Lézerlabor ma a Wigner Fizikai Kutatóközpontban
A csörpölt tükrök – a femtoszekundumos lézertechnológia egy új fejezete:
Az izolált attoszekundumokkal végzett időfelbontásos mérések, az attoszekundumos fizika alapjait több lézertechnológiai fejlesztés teremtette meg, amelyek közül több Krausz Ferenc és munkatársai nevéhez kapcsolódik. Az egyik ilyen, MTA SZFKI-s kutatókkal közös eredményük az ún. fáziskorrigáló (más néven "csörpölt") lézertükrök, amelyek akár egy oktáv sávszélességen tudnak nagy reflexiót, és a frekvenciatartományban közel lineáris csoportkésleltetést biztosítani, negatív (anomális) diszperzióval. Ezeket a lézertükröket Krausz Ferenc problémafelvetésére Szipőcs Róbert tervezte meg és számolta ki saját fejlesztésű szoftverével, majd Ferencz Kárpát készítette el a megfelelő gyártási technológia kidolgozásával. A tükrök minősítési eljárásának kidolgozásában olyan szegedi kutatók vettek részt, mint Bor Zsolt, Osvay Károly és Kovács Attila. Ezekkel a fenti szabadalom szerinti lézertükrökkel építették meg később Bécsben azt a lézer erősítőt, amellyel a világ akkori legrövidebb, ~5 femtoszekundumos, erősített szub-mJ-os impulzusait hozták létre. A femtoszekundumos lézertechnológiát ezzel olyan szintre fejlesztették, ahol a fényimpulzusok energiájuk nagy részét az elektromágneses mező egyetlen rezgésében hordozzák. Ilyen fényimpulzusok létrehozásához a szélessávú (fehér) fény különböző színkomponensei késleltetésének rendkívül pontos, egy teljes oktávra kiterjedő szabályozására van szükség. Ezt először a Krausz Ferenc és Szipőcs Róbert által kifejlesztett aperiodikus többrétegű chirped tükrökkel lehetett megvalósítani. Ezek a tükrök ma már minden modern femtoszekundumos lézerrendszer kihagyhatatlan tartozékai, ráadásul a csörpölt tükrök SZFKI-s szabadalom tárgyát képezik. (http://www.szipocs.com/patents.htm)
A csörpölt tükrökre vonatkozó magyar és USA-beli szabadalmak dokumentumai
Továbbra is ápolja a hazai kapcsolatokat, támogatja a fiatalokat:
Amikor Bakos József 80. születésnapját ünnepeltük a Wigner FK-ban, arra egykori tanítványa, Krausz Ferenc is eljött Budapestre, és tartott egy nagyon szép, kedves köszöntő előadást, amelyben elmondta, hogy a tudományos pályán, illetve az optika világába Bakos József vezette be, sokat tanult tőle, amikor együtt dolgoztak.
Krausz Ferenc ma is folyamatosan tartja a kapcsolatot wigneres kollégákkal – Dombi Péter, aki nála szerezte a doktoriját, éveken át dolgozott vele együtt, kutatócsoportja jelenleg is együttműködik Krausz Ferenccel. Legutóbb pedig Vámos Lénárd kollégánk mehetett ki hozzá dolgozni, és végül maradt is Münchenben.
„Dicséretes, hogy Feri most is emlékszik arra, hogy honnan jött, megtartotta a magyar keresztnevét, nagyon szépen, választékosan beszél magyarul és rendszeresen jár haza, előadásokat tart és segíti a hazai kutatást, például azzal is, hogy a legújabb – orvosi alkalmazású kutatásait, amelyek a rákkutatásra vonatkoznak – Magyarországon akarja megvalósítani” – írja róla Czitrovszky Aladár, a Szilárdtestfizikai és Optikai Intézet egykori igazgatója.
Kroó Norbert, az SZFKI egykori tudományos igazgatója pedig eképpen emlékszik: „A Krausz Ferenchez kötődő számos élményem közül az elsőről, egy a KFKI-t is érintő élményemről számolnék be: 1981-ig a KFKI Optikai Főosztályát vezettem, amikor megbízást kaptam a Szilárdtestfizikai és Optikai Intézet létrehozására és vezetésére. Utódot kellett ekkor keresnem az általam elhagyott főosztály vezetésére. Választásom rövid átmeneti idő után az akkor fiatal tanársegédként a Bécsi Műszaki Egyetemen dolgozó Krausz Ferencre esett. Ajánlatomra, emlékeim szerint, néhány napos gondolkodás után nemet mondott. A bécsi egyetem vezetése, mint később megtudtam, jobb ajánlatot tett neki. Az együttműködésünk természetesen folytatódott, úgy gondolom, hogy ennek eredményei is hozzájárultak a díj mögött álló eredményekhez. A Nobel-díj örömteli híre hallatán elgondolkoztam azon, hogy eljutott volna-e idáig kedves barátom, ha elfogadja meghívásomat. A választ a tisztelt okvasóra bízom.”
„Pályaíve rámutat, hogy az új kutatási területek létrejöttét és sikerét akkor várhatjuk, ha az azt megalapozó tudást – indulásként – egy kiváló egyetemi képzés biztosítja. Majd a lelkes fiatal kutatópalántát kiváló (hazai!) kutatók állítják irányba. Végül elindulása után kiváló finanszírozási körülmények és infrastruktúrák támogatják kutatási elgondolásainak kibontakozását, megvalósulását. Krausz Ferenc egyetemista korában, BME-s diákként, áthallgatva az ELTE-s elméleti kurzusokra, már korán jelét adta rendkívüli munkabírásának, elhivatottságának és tudományok iránti felfokozott érdeklődésének. Hamar kivívta ELTE-s évfolyamtársai tiszteletét. Éreztük, hogy a zsebében ott van a marsall-bot, s szurkoltunk, hogy legyen lehetősége azt fel is mutatni. Tudományos tevékenységének Nobel-díjjal történt elismerése örömmel és büszkeséggel tölt el mindannyiunkat”– nyilatkozta Lévai Péter, egykori egyetemi évfolyamtársa, a Wigner FK jelenlegi főigazgatója.
Fizikai Szemle:
2002-ben Krausz Ferenc egy érdekes összefoglaló cikket írt a Fizikai Szemle számára azokról az eredményekről, melyekre a Nobel-díjat odaítélő bizottság is hivatkozik. A Fizikai Szemle engedélyével, a cikk az alábbi linken elérhető pdf-ben:
Krausz Ferenc: ATOMOK ÉS ELEKTRONOK MOZGÁSBAN, Fizikai Szemle 2002/01 12. o.
Az online archívum pedig itt érhető el: http://fizikaiszemle.hu/old/archivum/fsz0201/krau0201.html
(A cikk Czitrovszky Aladár, Dombi Péter, Kroó Norbert, Lévai Péter, Szipőcs Róbert és Tóth Csaba írásai, valamint a Fizikai Szemle és a Wikipedia információi alapján készült, szerkesztette Lévai Péter)
