Krausz Ferenc professzor irányításával egy Münchenben dolgozó német- osztrák-magyar kutatócsoportnak először sikerült működés közben megfigyelnie a kvantumfizika egyik legkülönösebb jelenségét, az úgynevezett "alagúteffektust".
Az elektronok fizikai akadályok esetében úgy közlekednek, mintha alagútban haladnának, miközben semmilyen alagút nincs ott. Ez a kvantummechanika egyik meghökkentő jelensége. A Der Spiegel jelentése szerint müncheni tudósok igen rövid lézerimpulzusokkal "bírták rá" az elektronokat az "alagutazásra". Az egész jelenség a másodperc billiomod részéig (attoszekundumig) tartott. A kutatók szerint kísérletük mérföldkő annak megértéséhez, hogy miként mozognak az elektronok az atomokban és a molekulákban. A munka jelentőségét az adja, hogy az atomokban, molekulákban és a szilárd testekben zajló folyamatokat az elektronok mozgása határozza meg. A mikroszkopikus elektronmozgások közvetlen vizsgálatát, illetve befolyásolását a kutatók által kifejlesztett attoszekundumos méréstechnika tette elsőként lehetővé.
Krausz Ferencnek, a müncheni egyetem Max-Planck Kvantumoptikai Intézete professzorának, a budapesti Műegyetem díszdoktorának már eddig is kiemelkedő szerepe volt az úgynevezett ultragyors fényimpulzusok, különösen az alig néhány attoszekundumos impulzusok kifejlesztésében. 2002-ben, még a bécsi műegyetem professzoraként hozott létre attoszekundum időtartamú lézerimpulzusokat. Ezt az eredményt akkor az év egyik legfontosabb természettudományi eredményeként értékelték. Az attoszekundumnyi felvillanásokkal Krausz Ferenc tudta elsőként közvetlenül megfigyelni az atomon belüli elektronmozgásokat - idézte a német lapot az MTI. A Münchenben dolgozó professzor lapunknak nyilatkozva a lehetséges gyakorlati alkalmazásokra hívta fel a figyelmet.
Azt tudjuk, hogy az elektronok atomokon belüli mozgása látható, ultraibolya, illetve röntgenfény-kibocsátással jár. Amennyiben röntgensugarak kisugárzására képes röntgenlézert szeretnénk létrehozni, ahhoz elengedhetetlen az elektronok atomokon belüli mozgásának jobb megértése. A röntgenlézer kifejlesztése új fejezetet nyithat a rákbetegségek korai diagnosztizálásában, és ezen keresztül a gyógyításában. A mai gyógyászatban használatos, hagyományos röntgenforrásokon alapuló berendezések ugyanis csak előrehaladott állapotban lévő daganatokat képesek nagy megbízhatósággal előre jelezni. Emiatt a diagnosztizálás időpontjában a rákos sejtek szervezetben való szétszóródása meglehetősen valószínű. Ha sikerülne a daganatokat sokkal korábbi stádiumban, milliméteres méretben megbízhatóan felismerni, az áttét valószínűsége óriási mértékben csökkenthető lenne. Ez évente sok millió emberéletet menthetne meg.
Egy másik alkalmazási lehetőségként említi Krausz professzor, hogy az elektronok mozgatásával elérhetjük bizonyos atomok közötti kötések felszakadását, más atomok között pedig újak létrejöttét. Ennek következtében például a szervezetünket alkotó molekulák szerkezete is megváltozhat, ami életfontosságú molekulák funkciójának módosulását jelentheti. A funkció megváltozása betegségek kialakulásához vezethet. Amennyiben ezeknek az okoknak a mélyére akarunk járni, elengedhetetlen az elektronok mozgásának jobb megértése.
Ez is érdekelhet
Az elektronok mozgásán alapul a modern elektronikus eszközök működése is. Ezen a területen általános cél, hogy az eszközök egyre kisebbek és egyre gyorsabbak legyenek. A félvezető csipekben folyó elektromos áram sokkal gyorsabb kapcsolása ismét csak az elektronok parányi, nanométer méretű csatornákban történő mozgásának jobb megértését, kontrollját feltételezi. A lehetőségek gyakorlatba ültetése az elkövetkező évek feladata.
5.-es biológiakvíz: hány veséje van egy embernek? – 10 kérdés az emberi testről
Legjobban: