Több mint száz fizika iránt érdeklődő középiskolás és a fizikusi pálya szakmai lehetőségeivel ismerkedő egyetemista látogatta meg idén a Szegedi Tudományegyetem Fizikai Intézetének előadásait és bemutató standjait a Szegedi Fizika Napján. A mintegy 20 éve évente megrendezett program a fizikusi és a fizikus-mérnöki diploma nyújtotta sokféle lehetőségről, valamint a fizika tudományának innovatív alkalmazásairól és interdiszciplináris kapcsolódásairól szólt. A standos bemutatókon a Fizikai Intézetből kikerült szakembereket foglalkoztató cégek és kutatóintézetek változatos témákkal demonstrálták, milyen sokféle területen lehet dolgozni, kutatni a fizikatudással.
Sokféle fizika, sokféle karrier
A bemutatók üzenete idén is az volt, hogy a fizika tanulása nem kényszerít azonnali és végleges pályaválasztási döntésre, mert az itt megtanult és fejlesztett sokféle készség számos keresett szakmában használható.
A standokon megjelentek az SZTE Fizikai Intézet kutatócsoportjai, köztük a Fotoakusztikus kutatócsoport, amely meteorológiai mérőeszközökkel felszerelt drónos rendszert mutatott be, a Gravitációelméleti kutatócsoport, amely a gravitációs kölcsönhatást mint a téridő görbületét, valamint ennek következményeit, a gravitációs hullámokat mutatta be, továbbá a Kísérleti Fizikai Tanszék, amely elektronikai kísérleteket hozott a fizikanapra. Az SZTE Orvosi Fizikai és Orvosi Informatikai Intézet fehérjéken végzett molekuladinamikai szimulációkkal, valamint mikroszkópos sejtvizsgálattal készült, az SZTE 3D kutatócsoportja pedig rétegenkénti nyomtatási technológiákra mutatott be példákat standjánál. A fizikanapon a BrainVisionCenter, a Furukawa Electric Institute of Technology, a Hobré Laser Technology Kft., a SEMILAB, a SHARQ Instruments for Quantum Technologies, a Zerlux, valamint az ELI ALPS Lézeres Kutatóintézet és a HUN-REN Szegedi Biológiai Kutatóközpont standjánál is lehetett kérdezősködni.

Az SZTE Orvosi Fizikai és Orvosi Informatikai Intézet standjánál. Fotó: Ignácz Ferenc
Prof. Dr. Erdélyi Miklós: Mikroszkópia és nanoszkópia
Az idei fizikanap első tudományos előadását Prof. Dr. Erdélyi Miklós, az Optikai és Kvantumelektronikai Tanszék egyetemi tanára tartotta „Optikai Pointillizmus - Nagyfelbontású képalkotás egyedi molekulák detektálásával” címmel. A pointillizmus ebben az esetben nem Seurat és Pissarro neoimpresszionizmusára utalt, hanem arra a lokalizációs mikroszkópiára, amelyben a molekulákat egyenként megvilágítva és lefilmezve alakítanak ki egy nagy térbeli felbontású képet.
A mikroszkópia alapjairól Erdélyi Miklós elmondta, hogy egy pontszerű fényforrásnak egy folt a leképezése, és e folt méretét a fény hullámhossza, valamint az alkalmazott optikai rendszer határozza meg. Minél kisebb a folt, annál kontrasztosabb képet kapunk, egy határ alatt azonban hagyományos mikroszkópiával már nem lehet képet alkotni. A mikroszkóp felbontóképességének korlátja ugyanis az Abbe-törvény értelmében a használt fény hullámhosszúságával egyenlő.
A megoldást az úgynevezett lokalizációs mikroszkóp hozta el. Ebben pontszerű forrásként fluoreszcens molekulákat vizsgálnak, amelyek gerjesztve fényt bocsátanak ki. Ez esetben a korlátot az jelenti, hogy a vizsgált rendszerben a molekulák képe átfedi egymást, ezért nehezen különíthetők el. Erdélyi Miklós szerint, ahogyan a hókristályok közül is mindig azok csillognak, amelyek a fény irányában állnak, az új eljárás is aszerint válogat, hogy mely molekulák állnak irányban, mivel ezek a fényforrás fényét egyesével verik vissza. Az eljáráshoz ismerni kell azt is, hogy az egyes molekulák hol találhatók, vagyis egyesével kell lokalizálni a fluoreszcens molekulákat, és ezek együttese adja majd a tárgy térbeli képét. A gyakorlatban ehhez filmet vesznek fel, amelynek minden kockáján csak pár lokalizált molekula van. Ezeknek koordinátáit számítógép rakja össze, és így áll elő a nagy térbeli feloldású kép. A módszer kényes pontja, hogy minden képkockának pontosnak kell lennie, mert ha csak egy is hibás, nem áll össze a szuperfelbontású kép. A mikroszkópia ezzel áttörte az Abbe-féle 0,2 mikrométeres korlátot, és megnyitotta a nanométeres tartományban is működő nanoszkópiát. Az eljárásért 2014-ben Eric Betzig, Stefan W. Hell és William E. Moerner kémiai Nobel-díjat kapott.
A nanoszkópia lehetővé teszi a kutatók számára, hogy élő sejtekben figyeljék meg az egyedi molekulák mozgását és kölcsönhatásait. A módszer felhasználásáról Erdélyi Miklós elmondta, hogy a Szegedi Biológiai Központ kutatóival már több mint 50 fehérjét tudnak feltérképezni a muslica indirekt repülőizmának molekuláris szerkezetéből, sőt már kifejlődés közben vizsgálni tudják a nevezetes szervet. A molekuláris feltérképezés közvetlen hasznára még jobban rávilágít, hogy az eljárással az Alzheimer-kórt okozó béta-amiloid-42 fehérjetöredékek számát és elhelyezkedését is fel tudják mérni.
A nap második előadását Dr. Szalay Gergely (BrainVisionCenter) tartotta Az idegi kód megfejtése: Hogyan "játszhatunk vissza" látási információkat 3D-s lézeres technikával? címmel.

Prof. Dr. Erdélyi Miklós előadása a Szegedi Fizika Napján. Fotó: Ignácz Ferenc
Ignácz Ferenc: Sikeres kísérletet sose ismételj meg!
Délután szokásos helyén, a Budó Ágoston előadóban a fizikanapok szokásos kísérletes bemutatójával Ignácz Ferenc, az SZTE Fizikai Intézet mesteroktatója várta a fiatalokat. Ignácz Ferenc produkciójából idén is kiderült, hogy kísérletezni izgalmas.
A Lenz-ágyús kísérletről például előre tudni lehetett, hogy vagy sikerül vagy kiveri a biztosítékot, valamint azt is, hogy a fizikusbölcsesség – sikeres kísérletet sose ismételj meg! – sem haszontalan. Mindkettő beigazolódott: a kísérlet sikerült, az elektromágneses erőtér magasra repítette az alumíniumgyűrűt, viszont megismétlésének Ignácz Ferenc nem tudott ellenállni, és természetesen kiverte a biztosítékot.
A Tesla-transzformátorral folytatott kísérlet lényege az volt, hogy a létrehozott erős elektromos erőtér a hozzá közelített izzókban fénylő kisüléseket okozott (lásd borítóképünkön).

Ignácz Ferenc, az SZTE mesteroktatója kísérlet közben. Fotó: Panek Sándor
Következett az a kísérlet, amelytől egy időre égett ecetesuborka-szag terjengett a teremben, Ignácz Ferenc ugyanis egy uborkát szúrt fel két rézhuzalra, amelyekbe áramot vezetett, és a feszültség, valamint az ecetes lé nátriumtartalma miatt az uborka szép sárgás fénnyel kezdett izzani. Mint ebből is kiderült, a kísérletek nagy része nem valamely katalógusból származott, hanem a Fizikai Intézet munkatársai találták ki az évtizedek alatt.
Ignácz Ferenc bemutatta azt is, hogyan lehet egy elektromágneses jelet vezető kábelben meghatározni, milyen távolságra történt meghibásodás. A kísérletben impulzusgenerátorral keltett gyors feszültségváltások elektromos jelét vezette egy koax kábelen egy oszcilloszkóphoz; ha a kábel hosszabb volt, több időbe telt a jel terjedése, és a képernyőn egymástól távolabbra lehetett megfigyelni a jel két csúcsát.
Zárásként Ignácz Ferenc folyékony nitrogénnel működő palackágyúja akkorát szólt, hogy a közönség spontán tapssal jutalmazta a produkciót. A legközelebbi FizShowt Ignácz Ferenc február 20-án 16-18 óra között és február 21-én 11 és 13 óra között Látványos rezgések, hallványos hullámok címmel tartja a Budó Ágoston előadóban.
Panek Sándor
A borítóképen: Ignácz Ferenc, az SZTE mesteroktatója kísérlet közben
Az Eötvös Loránd Fizikai Társulat Csongrád-Csanád Megyei Csoportja hagyományosan a Szegedi Fizika Napján hirdeti ki az előző évben lebonyolított Budó Ágoston Fizikai Feladatmegoldó Verseny eredményeit. A Csongrád-Csanád, Bács-Kiskun, Békés és Jász-Nagykun-Szolnok megyék, valamint a vajdasági és erdélyi magyar tanítási nyelvű iskolák diákjai számára kiírt versenyen az alábbi eredmények születtek.


x