Egy most lezárult 4 éves együttműködés keretében új nanooptikai áramköröket, részecskegyorsítási módszereket és optikai diagnosztikát fejlesztett az ELKH Wigner Fizikai Kutatóközpont és a szegedi ELI Lézerközpont mintegy 25 kutatója a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Alap támogatásával.

Fontos, új felfedezést közölt az úgynevezett alagúthatással kapcsolatban a Wigner Fizikai Kutatóközpont Dombi Péter által vezetett kutatócsoportja. Az alagúthatás fontos velejárója a kvantummechanikai jelenségeknek, amelyek forradalmasították a fizikát a 20. században.

Az ELKH Wigner Fizikai Kutatóközpont kutatói fontos lépést tettek az ultragyors jelfeldolgozás gyakorlati alkalmazásai felé vezető úton, aminek eredménye végül a maiaknál gyorsabb és hatékonyabb mikroelektronikai áramkörök lehetnek. A Wigner FK Ultragyors Nanooptika Kutatócsoport munkatársai Dombi Péter vezetésével minden korábbinál kisebb lézer felhasználásával alakították vezetővé az egyébként szigetelő tulajdonságú üveget. Az eredményt, melyről az Optica című szaklapban is beszámoltak, az teszi különösen fontossá a gyakorlatban, hogy ez elvezethet az ultragyors jelfeldolgozás felé, tehát olyan technológia kidolgozásának az irányába, mely segítségével a szokott vezetők fizikai tulajdonságai nem jelentenek többé szűk keresztmetszetet a jeltovábbítás számára, ráadásul a lézerfény felhasználásával a keltett áram iránya is befolyásolhatóvá válik – áll az ELKH közleményében.

Az ELKH Wigner Fizikai Kutatóközpont kutatói fontos mérföldkőhöz érkeztek az ultragyors optoelektronikai eszközök létrehozása felé vezető úton. A Dombi Péter vezette Ultragyors Nanooptika Kutatócsoport munkatársai minden eddiginél kisebb lézer fényével alakították vezetővé az eredetileg szigetelőként működő üveget. Az ezt bemutató publikációt a világ egyik vezető optikai és fotonikai folyóiratában, az Opticában jelentették meg. Az Amerikai Optikai Társulat szintén kiemelt helyen számolt be az eredményről. A szilárd anyagokban található elektronok az adott közeg számos tulajdonságát meghatározzák, például hogy az anyag átlátszó-e, illetve hogy vezeti-e az áramot, vagy éppen szigetelő tulajdonsággal bír. Áram keltése során azonban a vezető közegek elektronjai az atomokkal is ütköznek, ezáltal lelassulnak, és az elvesztett energia hő formájában jelenik meg a környezetben. Ez a veszteség, illetve az elektronok viszonylag lassú reakciója jelentős akadályát képezi az eddigieknél gyorsabb és hatékonyabb mikroelektronikai áramkörök létrehozásának.

Az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont (Wigner FK) négy kutatócsoportja, köztük két Lendület-csoport is fejleszt az ELI-ALPS lézereivel használható, alkalmazáscent­rikus nanooptikai, fotokémiai és részecskegyorsítási kísérleti berendezéseket a Nemzeti Kiválósági Program által nyújtott támogatásnak köszönhetően. Az alábbiakban ezeket a kutatásokat mutatjuk be, kitérve a későbbi alkalmazásokra is.

A szegedi ELI-ALPS potenciális alkalmazási területeiről értekeztek a hazai kutatóintézetek elismert szakemberei a Wigner-ben. A rendezvényen az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont, az MTA Atommagkutató Intézet, a Pécsi Tudományegyetem, az MTA Szegedi Biológiai Kutatóközpont, Energiatudományi Kutatóközpont és az ELI ALPS munkatársai tartottak előadásokat. A témák között szerepelt a szupergyors nanooptikai elektronikai áramkörök kidolgozása, a nagy időfelbontású femtoszekundumos Raman-spektroszkópia, a funkcionális molekulák vizsgálata és az atomnyalábok kölcsönhatásának tanulmányozása volt.

Az előadásban bemutatták a szegedi ELI-ALPS létesítmény által nyújtott lehetőségeket, valamint a Wigner FK szeptemberben induló Nemzeti Kiválósági Program pályázatának keretében tervezett különböző felhasználói kísérleteket, amelyek során femtoszekundumos lézereket használunk nanoáramkörök és funkcionális molekulák vizsgálatára valamint atom- és ionnyalábok előállítására.