Nemzetközi hírű tudóst csábított haza egy új állami program, hoz magával kétmillió eurót is

November elseje óta dolgozik az ELTE TTK Fizikai és Csillagászati Intézetben. Mik az első tapasztalatok?

Rögtön az első héten egy nemzetközi konferencia fogadott, amit éppen akkorra szerveztek a helyi kollégák, ez véletlenül jött ki így. Klassz kezdet volt, izgalmas volt látni, hogy mennyi külföldi kutatóval van élő kapcsolat, hogy milyen jó a kutatási környezet az intézetben. Egyébként nagyon friss még az egész, most valójában még kétlaki életet élek. A tanítványaim munkáját még végigkísérem Bielefeldben és a költözés meg az itthoni berendezkedés a munka mellett is sok időt vesz igénybe. De jövőre már oktatni is fogok; Németországban a kutatás mellett a tehetséggondozás is a munkám fontos része volt és ezt szeretném folytatni.

18 éve már beszélgettünk egyszer, akkor még doktorandusz volt az intézetben – hogyan került ilyen hosszú időre Németországba?

Nagyon jó kutatócsoportban voltam már akkor is és diákként megtapasztaltam, hogy milyen egy nagy jelentőségű kutatás részesének lenni. A csoport idősebb kutatóinak példáján láttam, hogy miként lehet a kutatói pályán sikeresnek lenni és kiteljesedni, és ez nagyon tetszett nekem. Arra is hamar rájöttem, hogy nagyon fontos, hogy a tudományos közösség ne csak egy csoport tagjaként ismerje meg az embert, hanem egyénként is. Önálló kutatói profilt szerettem volna kialakítani, és idővel függetlenedni az ELTE-s kutatócsoporttól.

Ezért, miután az ELTE-n ledoktoriztam, külföldön pályáztam posztdoktori állásra, és 2010-ben kimentem a Regensburgi Egyetemre három évre. Aztán a háromból öt lett, és egy új kutatási irányzatba is sikerült jól bedolgoznom magam, amiért megkaptam a rácstérelméletben dolgozó fiatal kutatók rangos elismerését, a Kenneth Wilson-díjat. Ezután már egyik lehetőség jött a másik után: egy kutatócsoport-vezetői állást megpályázva Frankfurtba kerültem, 2020-ban pedig a Bielefeldi Egyetemen professzori kinevezést nyertem el. Onnan pályáztam meg az ERC ösztöndíjat.

Ez az EU kutatási tanácsának ösztöndíja, amivel kétmillió eurót kapott – mire, milyen feltételekkel?

Főleg arra, hogy megalapítsak és kibővítsek egy saját kutatócsoportot. Ez egy ötéves, személyhez kötött és nagyon rugalmas finanszírozási formátum. A pénzből fel tudok venni kollégákat, de a kutatásainkhoz szükséges infrastruktúrára is költhetem egy részét. Ráadásul mozgatható az EU-n belül az ERC irányelveinek megfelelően, ezért hozhattam haza annak ellenére, hogy Bielefeldben pályáztam meg. Amikor megkaptam, úgy éreztem, hogy most már nem kell a lehetőségek után mennem, hanem több ráhatásom van arra, hogy hol fogom folytatni a kutatásaimat. Így jött újra képbe az ELTE.

Mit szóltak ehhez a bielefeldiek? Vagy az ottani intézményi kötődése is megmarad?

A közös kutatások és együttműködések természetesen megmaradnak, de hosszú távon csak az ELTE lesz az intézményem. Nem szokatlan dolog máshova vinni egy ilyen ösztöndíjat, a tudományos közösségben sokszor előfordul. Ráadásul Németországban léteznek a Research Grant Hungaryhoz nagyon hasonló programok, például a Humboldt-ösztöndíj. Szóval ez ott ismerős dolog és én nagyon transzparensen kommunikáltam a bielefeldi kollégáimmal, elmeséltem nekik azt is, hogy milyen szakmai környezetbe térek vissza. Megértették, egyetértettek, gratuláltak.

Ezek szerint főleg szakmai szempontok miatt jött haza?

Inkább úgy mondanám, hogy szakmai szempontok miatt is. Az intézetben velem együtt hat senior kutató foglalkozik rácstérelmélettel, és ezzel világszerte az egyik legnagyobb ilyen csoportnak számítunk. Nagyon jó és kreatív közegbe érkeztem, és ezt a szakmai kiválóságot nemcsak a rácstérelméleti csoportra értem, hanem az egész Fizikai és Csillagászati Intézetre, ahol egy kiválósági program is fut. De emellett vannak személyes szempontok is, Magyarországon élnek családtagjaim, a feleségem családtagjai, a barátaim. És egyáltalán az, hogy az anyanyelvemen és ismerős környezetemben tudok dolgozni és élni, az olyan plusz, ami miatt nem volt nehéz a döntés.

Ön az első, aki támogatást kapott a Research Grant Hungary programban. Ennek mi a konstrukciója az ön esetében?

Idén konkretizálódott ez az NKFIH-s támogatási forma, aminek létrehozása főként a Nobel-díjas Krausz Ferenc professzor nevéhez fűződik. Nagy megtiszteltetés számomra, hogy az első támogatottja lehetek ennek a programnak. Az én esetemben a program az ERC-projektem ELTE TTK-n való megvalósítását támogatja további forrásokkal.

Publikus, hogy hány forinttal? A program honlapján csak annyit találtam, hogy valahol százmillió és egymilliárd forint között lehet az összeg.

325 millió forint a támogatás összege, amiből az ELTE TTK is hosszútávon profitál.

A hazatérését a Puskás Arénában tartott sajtótájékoztatón jelentette be Hankó Balázs kultúráért és innovációért felelős miniszter. Ott azt mondta, hogy a magyar tudomány „aranycsapatát” építik. Mit szól ehhez a hasonlathoz?

Az én dolgom az, hogy a projekt tudományos részére koncentráljak. Nagyszerűnek tartom, hogy a magyar állam hazatérő kutatókat támogat, és azt is, ha egy alapkutatás és általában a tudomány publicitást kap.

Amíg külföldön volt, itthon elvették az MTA-tól a kutatóintézeteit, majd alapítványi modellbe terelték a legtöbb hazai egyetemet. Ezután, mivel a fenntartó alapítványokba több kormánypárti politikus került, az EU felfüggesztette Magyarország részvételét a Horizont és az Erasmus+ programokban, és szakemberek szerint a jövőben akár az ERC-t is hasonló szigorítás érheti. Most pedig az állam megveszi az akadémiai ingatlanvagyont, hogy átadja az épp átalakuló HUN-REN Magyar Kutatási Hálózatnak. Mindez hogyan érintette önt?

Természetesen olvastam a híreket és beszélgettem sokat a magyar kollégákkal is, mialatt Németországban voltam. Ugyanakkor 14 évig nem éltem itthon, és csak pár hete jöttem haza, még bőven a váltással foglalkozom. Tehát most abszolút nem vagyok abban a pozícióban, hogy mindezt kommentáljam, nincs elég rálátásom, nem tartanám helyesnek úgymond kívülállóként.

A német rendszerről többet tudnék beszélni, azt jelenleg nagyon jól ismerem. Németország az egyik vezető a nyertes ERC-pályázatok számában. Ott létezik egy ösztönző, pályázatokra építő, teljesítményalapú támogatási rendszer és emellett van egy biztonságos alapfinanszírozása is a kutatásnak. Tehát ott egy kutatónak van egy biztonságos háttere, emellett pedig ösztönzik arra, hogy többletmunkával elérjen valami kiválót és további projektet hozzon be. Azt látom itthon, hogy a Research Grant Hungary egy jó irány, ami a pályázatok ösztönzését illeti. Azt pedig remélem, hogy az alapfinanszírozás is javulni fog itthon.

És mi lesz, ha letelik az öt év? Várják vissza Bielefeldbe?

Jelenleg hosszútávon tervezek Magyarországon maradni, itt szeretném folytatni az életemet. Viszont törekszem rá, hogy fenntartsam azokat a német kapcsolatokat és együttműködéseket, amikbe 14 év alatt bedolgoztam magam.

Amikor 18 éve találkoztunk, doktoranduszként társszerzője volt egy Nature-ben megjelent publikációnak. Ön és kutatótársai akkor azt írták le, hogy az ősrobbanás után lezajlott fázisátmenet lassabb volt, mint azt korábban hitték. Ez mit jelent?

Az elméleti részecskefizika azt próbálja megmagyarázni, hogyan áll össze a világot építő anyag elemi részecskékből. Ezek a részecskék felfoghatatlanul picik, de hatnak egymásra, és ha az ember megérti ezeket a kölcsönhatásokat, meg lehet érteni azt is, hogyan alakult ki a világegyetem az ősrobbanás után egy ezredmásodperccel. Tudjuk, hogy miközben a világegyetem tágult és hűlt, a korai szakaszban fázisátmeneteken ment át. Ugyanúgy, ahogy a vízgőz is fázisátmeneteken megy át: lecsapódik vízzé és ha tovább hűl, jéggé fagy. Hasonló átalakulások voltak abban a kvarkokból és gluonokból álló ősplazmában, ami a világegyetemet alkotta az első pillanatokban és ilyen fázisátmenetek során fagytak ki belőle a protonok és más összetett részecskék.

A 18 évvel ezelőtti cikk abban a kutatócsoportban született, ahonnan én annak idején elindultam, és amit az akkori témavezetőm, Katz Sándor és a Wuppertali Egyetem professzora, Fodor Zoltán vezettek. A kutatásunk arra próbált válaszolni, hogy az ősrobbanás utáni fázisátmenet mennyire volt energetikus. És arra jutottunk, hogy ez az átmenet fokozatosabban ment végbe, mint azt előtte gondolták.

És ezzel összefüggésben van az ön szakterülete, a rácstérelmélet?

Abszolút. Ahhoz, hogy ilyesmit kutatni lehessen, kellenek a rácstérelméleti szimulációk. Léteznek nagyon bonyolult egyenletek, amik leírják a részecskék közti kölcsönhatásokat, de ezeket csak úgy lehet megoldani, ha felparaméterezve beprogramozzuk őket szuperszámítógépekbe és szimulációs algoritmusok segítségével kapjuk meg a választ. Nagyon röviden összefoglalva ez a rácstérelmélet: egy szimulációs módszer, lehetőséget ad arra, hogy az elemi részecskéket vizsgáljuk, illetve rajtuk keresztül a fázisátalakulásokat. Ezek azért is nagyon érdekesek, mert gravitációs hullámokat tudnak kelteni. Ahogy a konyhában felforrt víznek is van hangja, úgy az ősrobbanás utáni fázisátalakulás is hagy egy „hangot”: egy lenyomatot a téridőben, ami gravitációs hullámok formájában most is jelen van. Azóta gravitációs hullámokat már tudunk kísérletileg észlelni is.

Szóval a rácstérelmélet izgalmas terület, mert összeköti a kozmológiát, az univerzumunk 14 milliárd évvel ezelőtti eredetét, a gravitációs hullámokat és az elemi részecskék fizikáját. Mindezt egy olyan módszerrel, amihez egy nagy adag informatikai tudás is szükséges.

És nagyon sok hardver, ha jól értem. Eszközigényesnek hangzik ez a számolgatás.

Igen, egyrészt léteznek erre dedikált szuperszámítógépek, ahol sok számítógép dolgozik együtt. A másik módszer pedig az, hogy nem CPU-kon, tehát processzorokon, hanem GPU-kon, tehát videókártyákon futtatjuk a szimulációkat. Ez utóbbi jópofa dolog, mert ugyanazokat a grafikus kártyákat használjuk, amiket eredetileg videójátékok futtatására optimalizáltak. A játékoknál fontos, hogy több folyamat párhuzamosan tudjon futni, és ezt jól fel lehet használni a rácstérelméleti szimulációk futtatásánál is.

Már ha a kutató be tudja szerezni, és nem viszik el a kriptovaluta-bányászok a készletet.

Ez így van. Erre egyébként rájöttek a gyártók is. Már az AMD-nek és az Nvidiának is vannak olyan speciális hardverei, amiket nem játékra, hanem a tudományos munkára terveztek – persze ezek jóval drágábbak is.

Magyarországról is elérhetők megfelelő szuperszámítógépek?

A tanszékünkön már van egy számítógéppark, amelyet pályázati forrásból ki fogunk bővíteni. Emellett több olyan külföldi együttműködésben is benne vagyok, ahol nagyobb kapacitású szuperszámítógépeknél lehet gépidőre pályázni, és Magyarországon is vannak hasonló centrumok, például a debreceni Komondor.

Térjünk vissza még egyszer a 18 évvel ezelőtti felfedezéshez – mennyire volt időálló?

Akkor úttörő eredménynek számított, de azóta is ott van a radaron, a tíz legjobban hivatkozott cikk között van a területünkön. Abszolút elfogadott és ma is mérföldkőnek számít. Persze az elmúlt 18 évben rengeteg minden fejlődött, nagyobb a számítógépes kapacitás, jobbak az algoritmusok és a számítások végén teljesebb képet kaphatunk. Részben a régi eredményeink továbbfejlesztése az ERC projektem is, mert hasonló az alapja, csak egy precízebb, teljesebb képét szeretném megadni a fázisátalakulásnak. A problémakörben új fejlemény, hogy asztrofizikai észlelések alapján többféle forgatókönyv is elképzelhető az ősrobbanás utáni lehűlés körülményeit nézve. A projektemben több ilyen forgatókönyvet is meg fogok vizsgálni.

A Bielefeldi Egyetem honlapján neutroncsillagokat is emleget a bemutatkozásában. Hogy jönnek a neutroncsillagok az ősrobbanás utáni állapothoz?

A már említett kvarkok és gluonok kiemelt szerepet játszanak a korai univerzumban, de nem csak ott. Ezek a részecskék mindig valamilyen extrém körülmény mellett válnak egy kutató számára érdekessé, például magas hőmérsékleten, márpedig az ősrobbanás után nagyon forró volt a világegyetemet alkotó anyag. De nemcsak a magas hőmérséklet lehet extrém körülmény, hanem a nagyon nagy sűrűség és nyomás is. Ilyen környezet pedig a neutroncsillagok belsejében létezik, és ott megint a kvarkok és gluonok kölcsönhatása révén lehet jól leírni a rendszert. Ami valahol elképesztő: elemi részecskék kölcsönhatásából le lehet vezetni, mekkora lesz nagyjából a neutroncsillag tömege, amiben a részecskék interakcióban vannak. A kvark és a gluon egy femtométeren (10^-15 méter) lépnek egymással kölcsönhatásba, egy neutroncsillag átmérője pedig nagyjából 10-20 kilométer. Tehát teljesen más skálára lehet következtetni a rácstérelméleti számításokból.

És ugyanazok az egyenletek írják le mindkét helyzetet?

Ugyanaz az elmélet, de más paraméterekkel. Az egyik a forró esetben, a másik a sűrű esetben. És létezik még egy harmadik rendszer, ami összeköti ezt a kettőt: a nehézion-ütközések, amiket az LHC-ben és más részecskegyorsítókban állítanak elő. Amikor összeütköztetnek nehéz atommagokat, annak szintén egy extrém körülmény az eredménye, ami kicsit forró, kicsit sűrű és valahol a forró korai univerzum és a neutroncsillag állapota között van. A legújabb kísérletekben olyan ütközéseket valósítanak meg, amelyek a két véglet között folytonosan térképezik fel a rendszert. A rácstérelmélet pedig mindennek az elméleti hátterét próbálja megadni.

Léteznek további extrém körülmények?

Igen, például a mágneses terek. A regensburgi öt évem alatt azzal foglalkoztam, hogy ezeknek milyen hatásuk van a kvarkokra és a gluonokra. 2008-as felvetés, hogy a nehézion-ütközésekben nagyon erős mágneses terek is tudnak keletkezni és ezt is figyelembe kell venni bizonyos egyenleteknél. Ezt sikerült rácstérelméleti szimulációkkal precízen kiszámolni és ez is egy úttörő eredmény lett.

A részecskefizika nem éppen alkalmazott tudomány. Mit üzen azoknak, akik szerint inkább a klímaváltozás és az energiaválság kezelésére kellene sok pénzt költeni, nem pedig részecskegyorsítókra és ionok ütközését hónapokig számoló számítógépekre?

A válaszom általánosan az, hogy az alapkutatás már csak ilyen, és minden alkalmazott kutatás egy alapkutatásból indult ki. A fizikus induló vonatkozó sora, hogy „tudásomnak asztaláról száz mérnök eszeget”, tehát amit a fizikus létrehoz, abból sok alkalmazott dolog tud kifejlődni. Gyakori példa az internet vagy a műholdak, amik mind olyan technikára épülnek, amik elméleti fizikai kutatások nélkül nem lettek volna lehetségesek. Most nyilván nem tudom megmondani, hogy a 14 milliárd éve kifagyott protonok kutatása mit fog megváltoztatni egy éven belül, de hosszútávon bizonyára lesz a tudományterületünknek olyan eredménye, ami technológiai újításokra is lehetőséget fog adni.

Nem provokációból kérdeztem, hanem azért, mert a hazai tudománypolitikában hangsúlyosabbá vált a vállalati menedzserszemlélet. Akkor inkább úgy teszem fel a kérdést, hogy az elméleti fizikában miben mérhető a megtérülés?

A tudományban általánosan ez egy nagyon nehéz kérdés, és nem is tudok rá olyan rövid választ adni, ami meggyőz minden politikust. A fizikában egy pályázat, vagy egy kutatás akkor tud sikeres lenni, ha minőségi és a tudományos közösség által elfogadott eredmények állnak mögötte. Ezek az eredmények a mi alapkutatásainkban publikációk, prezentációk, amiket a tudományos közélet felhasználhat újabb kutatásokhoz. Az elméleti fizikában a tudományos minőséget cikkekben, idézettségi faktorokban, pályázatokban mérik. Emellett pedig a munkánk fontos része az oktatás és a tehetséggondozás: a következő generáció kinevelése.

Ha már ezt említi: az elmúlt években a publikációs kényszer minden korábbinál erősebb lett a tudományos közéletben, ez volt az idei World Science Forum egyik fő témája is. Virágoznak a szerzői pozíciókat áruló tanulmánygyárak és hivatkozásfarmok, az MI-eszközök pedig új lendületet adtak mindennek. Ezzel együtt erősödtek a kritikus hangok, miszerint a publikáció egyre kevésbé megfelelő mérőeszköze a tudományos teljesítménynek. Ezt hogy éli meg ön egy olyan tudományterületen, ahol publikációkon kívül nemigen lehet mást előállítani?

Igen, elhűlve olvastam a Telex cikkét a jelenségről, hogy milyen szintre jutott a probléma. Én szerencsés vagyok a rácstérelmélettel, mert ez kicsi terület és nehéz kívülről befolyásolni. A részecskefizikában van egy saját archívumunk, ahova fel vannak töltve a szaklektori kör előtti cikkek, ez pedig egyszerűbbé teszi a kommunikációt a kutatók között, mert könnyen hozzáférünk egymás eredményeihez és nem kell feltétlenül előfizetni folyóiratokra. Nálunk a terület mérete miatt nem fordulhat elő, hogy valaki bevásárolja magát egy cikkbe. Erre nincs lehetőség, mert mindenki ismer mindenkit. Ha hirtelen megjelenne valaki a semmiből sok cikkel és hivatkozással, mindenki tudná, hogy csaló. Azáltal, hogy ismerjük egymást, ezek a jelenségek nálunk nem léteznek és most látom csak, mennyire jó ez így.