Önértékelés 2003-2007 MTA ATOMKI
2009. január
Kiemelkedő tudományos eredmények Az MTA Atommagkutató Intézete (Atomki) fennállásának 50 éve alatt, így a 2003-07 közötti periódusban is a nemzetközi kutatói hálózatba bekapcsolódva folytatott fizikai kutatásokat. A modern kísérleti atom-, részecske- és magfizika egyes ágai olyan nagyberendezéseket igényelnek, amelyek csak nemzetközi együttműködésben építhetők, üzemeltethetők. Kutatóink e berendezéseknél nemcsak mérési programokat irányítottak, hanem kihasználva intézetünk magasszintű technológiai hátterét, berendezések, detektorok építésével járultak hozzá e nagyberendezések sikeres működéséhez. Ugyanakkor az Atomki, mint európai szintű regionális részecskegyorsítóközpont, a helyi – európai mértékkel mérve kisebb – berendezéseken folyó saját kutatási programmal rendelkezik, többnyire ugyancsak külföldi együttműködésekbe ágyazódva. Ezt egészíti ki az az elméleti háttér, amely nemcsak a kísérletek értelmezésében, hanem új kísérletek tervezésében is kiemelkedő szerepet játszik. Az Atomki sikeres munkásságát reprezentáló témacsoportokra a fenti jellemzők egyaránt érvényesek, és ez a hármas szinergia intézetünk kutatási sikereinek záloga. Tevékenységünkről a helyi média rendszeresen tudósít, a FRISS rádió „Jövőnéző” című műsorában a vizsgált időszakban mintegy 30 interjút közöltek kutatóinkkal.
1. Részecskék nagyenergiájú ütközései Az Európai Részecskefizikai Laboratórium (CERN, Genf, Svájc) LHC gyorsítójára telepített CMS (Compact Muon Solenoid) az egyike annak a két általános célú detektornak, amely olyan alapvető kérdések kísérleti vizsgálatára épült, mint a Higgs-fizika, a CP-sértés és a szuperszimmetria. Az Atomki kutatói a Debreceni Egyetem kutatóival együttműködésben a CMS müonrendszer kiépítésében játszottak vezető szerepet. A detektorok időben és térben változó helyzetének mérésére kifejlesztettek és telepítettek egy hálózatba integrált intelligens elektro-optikai képfelvevő és feldolgozó rendszert. A kamrák helyzetét a CMS detektorban a pozícióérzékelő rendszer folyamatosan méri, és mikronos pontossággal regisztrálja a 12500 tonnás berendezés elmozdulásait, lehetővé téve ezzel a részecskék pályájának precíz rekonstrukcióját. E munkáról az MTV Delta műsora külön adásban számolt be. Az LHC gyorsítón proton-proton ütközések végállapotait fogják tanulmányozni. Ezekben a folyamatokban az alapvető erők közül a magerőként is ismert erős kölcsönhatás játssza a legfontosabb szerepet. Az ilyen ütközési folyamatok matematikai modellezésének nyelve a perturbatív kvantumszíndinamika (QCD). Ez lassan konvergáló korrekciós lépésekből áll. Elengedhetetlen legalább az első (NLO), de számos folyamat esetében a második (NNLO) (sugárzási) korrekciók kiszámítása is. Az első korrekciók elmélete jól ismert, de a második korrekciókat eddig csak néhány különlegesen egyszerű kinematikájú folyamatra sikerült kiszámítani. Az Atomki kutatói jelentős elméleti eredményeket értek el a második sugárzási korrekciók számítására alkalmas általános módszer kidolgozásában. E korrekciók olyan folyamatokat vesznek figyelembe, amelyek során részecskék vagy ténylegesen kilépnek, vagy egy „hurkot” leírva, el is nyelődnek. A második korrekciók háromféle járuléka önmagában
1
végtelen, de az összegük véges. Sikerült kidolgoznunk egy számítási módszert, amely az elektron-pozitron ütközési eseményekben keletkező végállapotok egy széles osztályára megadja e véges összeget. (17 közlemény, 62 független hivatkozás, 13 fős kutatócsoport; ebből Atomki résztvevők száma 7 fő, becsült intézeti ráfordítás 44 MFt; ebből pályázati rész 19 MFt) 2. Kvantumfizikai alapeffektusok vizsgálata Napjainkban e téma reneszánszát éli. Intézetünk több szálon is aktívan kapcsolódik be ezekbe a kutatásokba. Tanulmányoztuk az egzaktul megoldható kvantummechanikai feladatokat, és szimmetriákkal való kapcsolatukat. Ezeket sikerrel alkalmaztuk az atommagok alakfázisai közötti átmenetek leírására. A kvantum-nemlokalitás jelenségét kutatva nanocsövek mágneses szuszceptibilitás-adataiból kimutattuk, hogy bennük a kvantumállapot összefonódottság sokkal magasabb hőmérsékletig létrejöhet, mint a spin-párok közötti korreláció. A kvantummechanika híres gondolatkísérleteinek analogonjait meg lehet valósítani kétatomos molekulákkal. A témakör iránt növekvőben van az érdeklődés; külön konferenciaüléseket szentelnek neki. Az emittált elektronok spektrumában jelentkező, két centrum okozta koherencia a Young-féle két rés hatásával rokonítható. A jelenséget munkatársaink részvételével fedezték fel, akik azóta is részt vesznek ezen úttörő kutatásokban, az interferenciatagok kísérleti azonosításával és elméleti számításokkal. Munkájuk nagy visszhangot keltett; a 2003-as ICPEAC konferencián a téma felkért előadója intézetünk munkatársa volt. Az interferencia-effektusok szerepet játszhatnak a csillagokban kis energián végbemenő magfolyamatokban is. Az Atomki ciklotronján a p+d → p+p+n reakción keresztül a p+p ütközést tanulmányoztuk, és kimutattuk, hogy a Coulomb-kölcsönhatás koherens járuléka jóval kisebb, mint a szabad p+p ütközésben, mert a trójai faló szerepét játszó neutron a deuteron protonját mintegy „lopva” viszi a másik proton közelébe. Az atomi elektronok korrelációja is interferencia: az elektronpályák interferenciája. Egy, a lundi szinkrotronra telepített Atomki-fejlesztésű elektronspektrométerrel szokatlanul erős dinamikus többelektron-korrelációt mutattunk ki Xe fotoionizációjában. Erősen lefosztott ionokkal előidézett ionizáló ütközésekben pedig az erős, leárnyékolatlan Coulomb-térnek az ütközési partnerre gyakorolt hatását sikerült az elektronkorreláció dinamikus árnyékolási modelljével értelmeznünk. (14 közlemény, 131 független hivatkozás, 46 fős kutatócsoport; ebből Atomki résztvevők száma 14 fő, becsült intézeti ráfordítás 120 MFt; ebből pályázati rész 11 MFt)
2
3. Egzotikus magfizika Az elmúlt évtizedben a radioaktív nyalábokon végzett vizsgálatok kerültek a magszerkezetkutatás élvonalába. A neutron-glória felfedezése után számos új jelenség feltárását várták ettől a technikától, ezért a világ vezető magfizikai laboratóriumai sorra álltak át radioaktív nyalábos fizikára. Az Atomki kutatói japán, francia és olasz nemzeti laboratóriumokban kezdeményeztek és vezettek meglepő eredményekre vezető kutatásokat. Az atommagok szerkezetére vonatkozó tudásunk egyik alappillérét a zárt héjú konfigurációt jelző mágikus számok jelentették. Kimutattuk, hogy az erősen neutrontöbbletes atommagokban a stabilitási sáv közelében megismert héjzáródások megszűnnek, és új héjzáródások alakulnak ki. Közvetlen kísérleti bizonyítékot adtunk arra, hogy az N=20-as és az N=28-as héjzáródás eltűnik és N=16-nál pedig új héjzáródás alakul ki. Eredményeink alapján a tankönyvekből ismert héjmodellkép jelentősen módosult. Az elmúlt 50 évben azt is megtanultuk, hogy az atommag mozgása során a két fajta nukleon (proton és neutron) mozgása rendkívül erősen korrelált. Kimutattuk, hogy ennek nem kell mindig így lenni. Vizsgálataink szerint a gyengén kötött, neutronban gazdag bór és szén atommagokban a valencianeutronok a magtörzstől többé-kevésbé független, önálló kollektív mozgásra késztethetők, ami az atommag egy újfajta mozgásformáját jelenti. Már a kezdetek óta nyilvánvaló volt, hogy a magfolyamatoknak erős asztrofizikai vonzata van. A hidrogénégés CNO ciklusában kulcsszerepet játszó 14N(p,γ)15O reakció hatáskeresztmetszetének extrém alacsony energián való megmérése új lehetőséget adott a világegyetem életkorának és a Napból származó CNO eredetű neutrínófluxus nagyságának a megbecsülésére. A méréseink alapján a Világegyetem kora nagyobbnak adódik, mint azt korábban feltételezték. Eredményeinkről a Science is recenziót közölt. (26 közlemény, 299 független hivatkozás, 103 fős kutatócsoport; ebből Atomki résztvevők száma 10 fő, becsült intézeti ráfordítás 230 MFt; ebből pályázati rész 26 MFt)
3
A gazdasági, társadalmi eredményesség Közvetlen gazdasági hasznot hoznak vákuum-, kriotechnikai és tömegspektrometriai vizsgálataink és tömörségtechnológiai innovációink, amelyeket számos nagyvállalat számára végeztünk (Electrolux, GE, BorsodChem Rt., Vibroacoustic Rt., EGIS Gyógyszergyár, TEVA Biogal, Ganz-Transelektro Rt.), és amelyre 2005-ben spin-off céget (VTMT) alapítottunk. A közvetlen haszon együtt jár a társadalmival a környezetanalitikai vizsgálatokban. Saját gyártmányú mintavevőkkel és radioanalitikai módszerekkel folyamatosan mértük és mérjük a Paksi Atomerőmű sugárzóanyag-kibocsátását. A primerköri vízben oldott nemesgázok izotópösszetételéből és koncentrációjából a fűtőelemek szivárgásait korai állapotban lehet detektálni és behatárolni. Munkatársaink módszert dolgoztak ki a 2003. áprilisi üzemzavar során megsérült fűtőelemekből kijutott sugárzó nemesgázok összetételének helyszíni meghatározására, ami a diagnosztika lényeges eleme volt. A légkör 3H- és 14C-tartalmára végzett évtizedes megfigyeléseink az erőmű környékén az erőmű környezetkímélő voltát bizonyítják. A környéknek az Atomki közreműködésével készített hidrogeológiai modellje az élettartamhosszabbításhoz szükséges környezeti hatásvizsgálat része volt. Munkatársaink a reaktorok élettartam-hosszabbításának lehetővé tételéhez elektronspektroszkópiai (XPS) mérésekkel is hozzájárultak, felmérve az atomerőművi anyagok korróziós állapotát. Az Atomki sokoldalú K+F tevékenysége bekerült a Debreceni Fejlesztési Pólus koncepciójába, amiből eddig az egészségügyi és egészségipari Pharmapolis program megvalósulása kezdődött el. Az Atomki részvétele a pólusprogramban jelentős sajtóvisszhangot keltett. Kisállat-PET-et fejlesztettünk ki a MEDISO Zrt. számára gyártásra és a Pharmapolis programban gyógyszerfejlesztésre. A termék előnye a versenytársakéhoz képest a szegmentált szcintillátorkristályokban és a fizikai mérésekben is legkorszerűbbnek számító gyors digitális elektronikai jelfeldolgozásban van. A kisállat-PET minden egyes gyógyszer kifejlesztését félmillió $-ral teszi olcsóbbá. Egy SPECT típusú szívvizsgálati tomográf (CARDIOTOM) jelfeldolgozó egységét a kisállat-PET-re kidolgozott megoldások alapján valósítottuk meg. Sugárterápiához használhatók azok a polikristályos gyémántból készült detektorok, amelyek tulajdonságait neutronbesugárzással az intézetünkben javítjuk. Az időszak nagy részében gyártottunk pozitronsugárzó izotópokat a DE PET-centruma részére, és állítottunk elő 11C izotóppal jelzett metionin radiofarmakont saját módszerünkkel. Csak ez utóbbival több, mint 600 beteget vizsgáltak meg. A mátraderecskei szén-dioxid-szárazfürdőnél végzett méréseink nyomán a tanácsainkra végzett átalakítás a medencét alkalmassá tette évi több ezer érszűkületben szenvedő beteg gyógykezelésére. A kulturális örökség kutatásában két területen jeleskedünk: az egyetlen hazai radiokarbonos mérőrendszerrel régészeti leletek korát állapítjuk meg, ionnyaláb-analitikai módszerekkel pedig régi műtárgyak tulajdonságait azonosítjuk. Természeti örökségünket – régiónk éghajlat- és földtörténetét – radiokarbonos módszerrel és K–Ar tömegspektrometriával kutatjuk. Ismeretterjesztő tevékenységünk központjában az évente rendezett fizikusnapok vannak, jelentős előadásokkal és részvétellel. Az utóbbi években munkatársaink részecskefizikai ,,mesterkurzust” is tartanak középiskolás diákoknak. A közreműködésünkkel létrejött európai magtudományi webhely (http://www.nupecc.org/NUPEX/index.htm; magyar változat: 4
http://www.atomki.hu/nupex/) beharangozásaként pedig vetélkedőt rendeztünk. Részt veszünk a magyar fizikatanárok CERN-i továbbképzésében. A 2002-ben megrendezett a Radioaktivitás, a természet része c. kiállítást 2003 óta országszerte hat városban rendeztük meg; 2007-ben újra Debrecenben is. Ez utóbbit mintegy 2500-an látták. A rendezvény jelentőségét mutatja, hogy mindkét debreceni kiállítást a polgármester nyitotta meg. Az Akadémiai Kiadónál megjelentettük az általunk lefordított népszerű magfizikakönyvet és az elemek keletkezéséről szóló DVD-t. A DVD-vel 250 iskolát ajándékoztunk meg. Előadást tartottunk az OAH Atomenergiáról mindenkinek c. ismeretterjesztő konferenciáján is. 2004-ben jelent meg a Fizikai Szemle Atomkivel foglalkozó különszáma. Egy angol nyelvű monográfia és két egyetemi tankönyv is született munkatársaink tollából, és az ötkötetes magkémiai kézikönyv megírásából és szerkesztéséből is jelentős részt vállaltunk. Szerkesztőkként és szerzőkként közreműködtünk egy nemzetstratégiai írásmű kidolgozásában. Az ötéves időszakban munkatársaink 206 magyar nyelvű ismeretterjesztő cikket írtak. Szakértői tevékenységünk többoldalú. Munkatársaink neves folyóiratok (többek között Phys. Rev Letters, Phys. Rev.) rendszeres bírálói, nagy konferenciasorozatok szervező és tudományos bizottságainak tagjai. Tevékenyen részt veszünk a hazai és nemzetközi szervezetek, együttműködések szakértői és irányító bizottságaiban. Komoly részt vállaltunk az Európai Neutronközpont (ESS) színhelyére kiírt pályázatok előkészítésében és a központ debreceni fogadásának szakmai előmunkálataiban. Ez ugyancsak élénk sajtóvisszhangot keltett.
5
A formalizált nemzetközi együttműködésekben, nagy nemzetközi projektekben való részvétel Az Atomki nemzetközi együttműködéseinek száma a 2003–2007-es időszakban végig 100 körül volt. Ezeknek a kapcsolatoknak egy része intézetközi megállapodásokra alapuló, vagy alkalmi, informális együttműködés. Egy másik része államközi egyezményen, vagy az MTA által kötött egyezményeken alapszik: az adott időszakban a TéT-együttműködések száma 12–19 között változott, az MTA-szervezésűeké pedig 16 és 20 között. Az együttműködések harmadik csoportját a nagy nemzetközi programokban való részvétel alkotta. Több ilyen együttműködés az elnyert pályázati összeggel is jellemezhető. Részben vagy egészben a 2003–2007-es időszakra esik 2 CERN, 2 COST, 1 IAEA, 7 EU-s együttműködés, amelyeknél az intézet által elnyert pályázati összeg egy együttműködésre átlagosan 45,4 ezer euró. Az egyes programokban átlagosan 5 intézeti kutató vett részt. A teljes elnyert támogatás 590 ezer eurós összegéből 408 ezer euró (69 %) esik a 2003–2007-es időszakra. Az intézet részt vett továbbá az EUROBALL, EURONS, EXOGAM, PANCARDI elnevezésű sokoldalú nemzetközi együttműködésben, valamint a GANIL, HASYLAB, MAXLAB, FAIR és a LUNA kutatóközpontok egyéb nemzetközi hatáskörű programjaiban. A CERN világviszonylatban vezető szerepet tölt be a fizikai kutatásokban, és a CERN-i programok az Atomki tevékenységében is a legfontosabbak közé tartoznak. Intézetünk munkatársai látják el a CMS kísérletben a müondetektorok pozíciómonitorizáló projektjének koordinálását. A NAÜ által koordinált együttműködések erősítik a kutatás gyakorlati alkalmazásait. Az intézet kutatói a NAÜ számára adatbázisokat hoztak létre és gondoznak. A tárgyidőszakban szakmai koordinátorként vezették a „Monitorreakciók” és a „Diagnosztikai Orvosi Izotópok” adatbázisok időszerűsítését. A statisztikák szerint ezekből az adatbázisokból évente átlagosan négyezerszer töltenek le szakmai adatokat. Ugyancsak szakmai koordinátorként vettek részt az orvosi terápiás izotópok előállításával kapcsolatos új NAÜ-adatbázis létrehozásában. A Nemzetközi Magreakciós Adatközpontok Hálózatának tagjaként részt vettek a Nemzetközi Kísérleti Adatbázis (EXFOR) létrehozásában és fejlesztésében. Kiemelkedő szerepet játszik az intézet tevékenységében a japán intézetekkel folytatott számos formális és kötetlen együttműködés. A RIKEN-nel folyó együttműködés fontosságát jelzi, hogy ezt a kapcsolatot 2005-ben a két intézmény közti hivatalos együttműködés státusára emeltük. Az Atomki rendezésében került sor 2007 októberében a „fizika a modern tudományban és technológiában” tárgykörből a harmadik Japán-Magyar Tudományos Szemináriumra. A JSPS támogatásával megvalósuló esemény azt is demonstrálta, hogy a japán kutatók is fontosnak tartják a magyar kutatókkal való együttműködést. A Toyota Central R&D Labs Inc. és az ATOMKI együttműködési szerződést kötöttek „Az innovációs folyamat modellezése különös tekintettel az új technológiák elterjedésére” című téma kutatására, majd az együttműködés kiterjedt szilárd anyagok törésének a modellezésére is.
6
Az intézet humán erőforrásának alakulása Az intézeti korfa ötéves bontásban az alábbi táblázatban található. Látható, hogy sem az intézet kutatói létszáma, sem a kor szerinti összetétele nem változott drasztikusan a vizsgált periódusban. A kevés számú kutatóval képviselt 35–39 éves korosztály a 40–44 éves korcsoportba lépett. Örvendetes eredmény viszont, hogy a 30–34 éves korcsoport létszáma nőni tudott anélkül, hogy a 30 év alatti létszám csökkent volna. Ennek valószínű oka, hogy nyertes pályázatainkba fiatal kutatók foglalkoztatásának költségeit is be tudtuk építeni. A következő időszak jelentős problémája és feladata lesz az intézet létszámának jelentős részét kitevő, és a tudományos munkásság terén is meghatározó aktív 55–59 éves korosztály nyugdíjba vonulása, és az ezzel kapcsolatos fiatalítás.
Kutatói életkoreloszlás Tárgyév 30 év alattiak 30-34 között 35-39 között 40-44 között 45-49 között 50-54 között 55-59 között 60 éves és felette Teljes kutatói létszám: Ugyanez a részmunkaidőt figyelembe véve:
7
2003
2004
2005
2006
2007
13 10 4 10 14 16 17 11 95 92
9 12 5 9 15 15 19 11 95 92
10 11 6 6 13 16 22 10 94 91
10 11 9 6 12 12 22 13 95 91
10 15 9 4 12 12 21 14 97 93
Egyéb tevékenységek Egyetemi oktatómunkánk kiemelt szerepet játszik tevékenységünkben. Noha a fontosabb számadatok szerepelnek az éves jelentésekben, az Atomki helyzete annyiban speciális, hogy ilyen tevékenységünk – területi okokból – zömében a Debreceni Egyetemhez (DE) kötődik. Ennek lényeges része a doktori képzés. A DE „Fizikai Tudományok” doktori iskolájában az öt programvezetőből egyet intézetünk ad, ketten intézetünkben végeznek kutatómunkát, és a doktori iskola 30 tagja az Atomki kutatója. A PhD kurzusok harmadát a mi munkatársaink oktatják. A tárgyidőszakban a doktori iskola hallgatóinak valamivel több, mint a fele intézetünkben végezte kutatómunkáját. Beiskolázott PhD hallgatóinknak átlagosan 80 százaléka szerez doktori fokozatot. A nappali tagozatos hallgatók oktatását nagyrészt a DE-Atomki közös Környezetfizikai Tanszéke szervezi. Ebben intézetünk 20-25 kutatója vesz részt, akik nemcsak a fizikus, hanem a környezetvédelmi szakirányú biológus, menedzser, mezőgazdász, és gyógyszerészképzésben is oktatnak. Intézetünknek kiváló kapcsolatai vannak a Fizika és Informatika karok többi tanszékével is. Az országban elsőként valósítottunk meg egy orvosi képalkotásról szóló egyetemi kurzust. Kiemelkedő jelentőségű egyik munkatársunk világképformáló öt félévnyi egyetemi előadássorozata, amelyből minden évben több mint ezer hallgató vizsgázik, és ebben az időszakban két könyv is született. Az ELFT ezt a tevékenységet 2008-ban Prométheusz-éremmel ismerte el. Munkatársaink más egyetemeken is tartanak kurzusokat, és – regionális kutatóközpontként – gyakran fogadunk részképzésre határon túli magyar diákokat is, elsősorban a Kolozsvári Babeş-Bolyai Tudományegyetemről, de alkalmanként az Ungvári Egyetemről is. Intézetünk több témakörben is rendszeresen szervez nemzetközi műhelytalálkozókat, konferenciákat Debrecenben. Társszervezői vagyunk más helyszíneken szervezett találkozóknak, nemzetközi konferenciáknak is. Saját kezdeményezésű nemzetközi konferenciasorozatok: 8th Workshop on Fast Ion-Atom Collisions 2004, mely egy saját kezdeményezésű rendezvénysorozat nyolcadik találkozója Debrecenben. Nuclear Physics in Astrophysics-II 2005. Atomkis kezdeményezésű sorozat második konferenciája, mely ma már hivatalos nemzetközi konferenciasorozatként él tovább. Más konferenciáink Debrecenben: International Symposium on Exotic Nuclear Systems (ENS'05), 2005. Nuclear reactions in nuclear astrophysics, minikonferencia, 2007, ESS minikonferencia 2007. Társszervezőként Debrecenben: Austrian-Hungarian Workshop on Charged-Particle Transport Through Nanostructures and Solids, 2003, 3rd Japan-Hungary Joint Seminar on Physics in Modern Science and Technology, 2007. Társszervezőként másutt rendezett konferenciáink: The 3rd Conference on Elementary Processes in Atomic Systems (CEPAS), Miskolc, 2005. Egyéb jelentős találkozók: A Teremtés közelében - Debrecen részvétele a CERN Kompakt Müonszolenoid (CMS) nevű detektorrendszerének fejlesztésében, 2007. NuPECC-ülés és az EPS Magfizikai Bizottságának ülése az Atomkiban, 2005. ECFA-ülés 2007.
8
Igazgatói önértékelés és jövőkép Az Atomki alapfeladatai az alapító okiratban foglaltak szerint a következők: alap- és alkalmazott kutatások folytatása az atommagfizikában és atomfizikában; fizikai ismeretek és módszerek alkalmazása más tudományágakban (anyagtudomány és anyagvizsgálat, földtudományok és környezetkutatás, orvosi-biológiai kutatások) és a gyakorlatban (ipar, mezőgazdaság, orvosi gyakorlat); alap- és alkalmazott kutatásokhoz szükséges módszerek és eszközök fejlesztése; közreműködés a felsőoktatásban. Az intézet alapítása óta eltelt 50 év azt bizonyította, hogy az Atomki jól működő, a dinamikusan változó kihívásoknak megfelelő struktúrával rendelkezik. A beszámolási időszakban a rendelkezésre álló anyagi és szellemi forrásokat maximálisan kihasználtuk, a kutatási szabadság sem sérült. Az alapfeladatok ellátása mellett az elmúlt évek során a magyar kutatásfinanszírozás ismert nehézségei ellenére is sikerült a publikációk, az infrastruktúra korszerűsítése és az ismeretterjesztés területén is jelentősen előrelépni. Az Atomki, természettudományos kutatásokkal foglalkozó intézet lévén, eredményeit nemzetközi folyóiratokban közli, ezért a tudományos tevékenységet elsősorban a közlemények alapján lehet megítélni. A beszámolási időszakban évente átlagosan 400 összimpakt faktorú publikáció, míg egyedül a mértékadó Physical Review Letters folyóiratban évente átlagosan 5 Atomki közlemény jelent meg. Ez a művelt témák publikációs átlagát figyelembe véve kiemelkedő eredmény, és ezt a nemzetközi kutatói közösség is elfogadja. Jól példázza ezt, hogy az Atomki eddig is több jelentős nemzetközi konferenciát szervezett, és elfogadott konferenciapályázatokkal rendelkezünk a következő évekre is. Az igazi elismerés azonban a nemzetközi együttműködések nagy száma, kutatóink európai szintű tudományos bizottságokban való részvétele. Az alapkutatásokat elősegítő, European Research Council (ERC) által kiírt fiatal kutatói pályázaton az Atomki egyik kutatója sikeresen szerepelt, e pályázat futamideje átível a következő ötéves perióduson. Az európai FP7 keretprogramon belül számos konzorciumban szerepel az Atomki, és kiemelt feladatunk lesz a vizsgált időszakban általunk a CERN-be telepített CMS müondetektor pozicionáló-rendszer üzemeltetése a CMS-kísérlet teljes futamideje alatt. Az Atomki, mint debreceni kutatóintézet a régió tudományos életében több szempontból is kiemelkedő szerepet játszik. Az intézet folytatja a magyar nyelvű szakmai, oktató és ismeretterjesztő publikálást önálló könyvekben, valamint olyan folyóiratokban, mint a Fizikai Szemle, Magyar Tudomány, Élet és Tudomány, Természet Világa. Az Atomki kutatási együttműködéseket épített ki a régióban, beleértve itt Kelet-Magyarországon kívül Erdély és Kárpátalja területén lévő egyetemeket, kutatóintézeteket is. A továbbiakban is fontos szerepet kívánunk betölteni Debrecen és a régió kulturális, oktatási, innovációs és gazdasági életében. Kiemelt fontosságúnak tekintjük az Atomki ismeretterjesztő misszióját. Az elmúlt években nagy sikereket értünk el ezen a téren (radioaktivitással kapcsolatos kiállítás, könyvkiadás, DVD). Intézetünk kulcsszerepet játszott olyan pályázat összeállításában, mely vállalkozik a „pólusprogram” és „tudáscentrum” megvalósítására. A Magyarország által megpályázott Európai Spallációs Neutronforrás (European Spallation Source: ESS) debreceni pályázata jelentős részben az Atomki szakértői hátterére támaszkodik, és sikeres pályázat esetén további együttműködés
9
várható e téren. A magyar kormány ESS pályázatában játszott szerepünk jó példája államigazgatási döntések tudományos megalapozásának. Az Atomki gyakran szerepel sikeresen belföldi pályázatok, konzorciumok résztvevőjeként, ugyanakkor kevés az általunk kezdeményezett vagy koordinált projektek száma. Ez hosszú távon mindenképpen hátrányos, erre a jövőben fokozott figyelmet kell fordítanunk. Az elmúlt években az egyetemi tanszékek székhelye az Atomki közvetlen közelébe települt: megvalósult a Debreceni Egyetemen a „Fizika Campus”. A Debreceni Egyetem fizika tanszékei és az Atomki olyan közös laboratóriumokat építettek ki, mint az Elektronmikroszkóp Laboratórium, vagy a mintegy 100MFt értékű új felületanalitikai tömegspektrométer berendezés (SIMS). E berendezések egyaránt szolgálják az oktatási tevékenységet és távlati kutatási terveinket. A magyarországi K+F tevékenység jövőképét a Kormány középtávú (2007-2013) tudomány-, technológia és innováció-politikai (TTI) stratégiája határozza meg. Erre épül az MTA stratégiai programja, melynek szinte minden pontjához kapcsolódik az Atomki tevékenysége. Ennek alapja az Atomki tematikájának interdiszciplináris hangsúlya. A 2007-ben átadott, ISO 9001 minősítéssel rendelkező Környezetanalitikai Laboratórium, kiegészítve az Atomki egyéb nagyberendezéseinek szolgáltatásával eredményesen tud hozzájárulni az MTA energia-, vízgazdálkodási, környezet- és élelmiszerbiztonsági stratégiájának megvalósításához. Ebből a célból tervezzük a közeljövőben egy AMS berendezés közös beszerzését. A 2008-12 közötti időszakban az alapfeladatok és az intézet küldetése fokozódó aktivitásunk mellett is változatlan marad, és feltételezzük az MTA részéről az alapfinanszírozási háttér teljesülését is. Elsődleges célnak az intézet meglevő nagyberendezései működőképességének biztosítását, és egy új részecskegyorsító beszerzését tekintjük. Régen ismert probléma, hogy a mai pályázati feltételek alig támogatják meglévő nagyberendezések bővítését, rekonstrukciós költségeinek finanszírozását. Intézetünkben a jelenleg futó pályázatok döntő többsége is feltételezi a nagyberendezések működését. Természetesen műszereink nem használhatók ki a megfelelő tudáskapacitás hiányában, ezért kutatóink itthon tartása, a fiatal kutatók életpályájának támogatása az intézet kiemelt feladatai közé tartozik. Aktívan támogattuk azokat a törekvéseket, hogy a magyar tudósok egy közösségként lépjenek fel annak érdekében, hogy Magyarország hivatalos tagja legyen európai nagyberendezések konzorciumainak, így a Facility for Antiproton and Ion Research (FAIR) Németországban épülő európai laboratóriumnak. Az EU kutatási stratégiájának része a regionális együttműködések támogatása, ebbe az irányba is lépéseket teszünk, a környező országok gyorsítóberendezéseinek összehangolt működtetésére irányuló tervünkkel. Első lépésként a HIPP (Heavy Ion Physics Platform) létrehozásával az RMKI és az Atomki ionnyaláb-analitikai infrastruktúráját integráljuk. Összegezve, hosszú távú célunk egy, az Atomki szellemi műhelyére épülő tudásháromszög létrehozása, mely összehangolja kutatási programunkat, innovációs tevékenységünket és az ezekre épülő oktatást/ismeretterjesztést.
10
MELLÉKLET - PUBLIKÁCIÓK 1. Részecskék nagyenergiájú ütközései 1. Sipos A. , Grusell E., Kerek A., Klamra W., Molnár J. , Norlin L. -O., Novák D. , Sanchez-Crespo A., van der Marel J., Végh J. : Visualization of neutron and proton induced particle production in a CMOS image sensor. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment 509 (2003)328-332. 2. Székely G. , Bencze Gy., Courtens K., Molnár J. , Novák D. , Raics P., Szabó Zs. , Szillási Z., Végh J. : Muon Barrel Alignment system based on a net of PC/104 board computers. Proceedings of the 9th Workshop on Electronics for LHC Experiments. Amsterdam, The Netherlands, 29 Sept. - 3 Oct., 2003. Ed.: Claude, S. Geneva, CERN (CERN-2003-006; CERN-LHC-2003-055; LHCC-G-061) 0 (2003)335-338. 3. Végh J. , Kerek A., Klamra W., Molnár J. , Norlin L. -O., Novák D. , Sanchez-Crespo A., van der Marel J., Fenyvesi A. , Valastyán I. , Sipos A. : Visualization of heavy ioninduced charge production in a CMOS image sensor. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment 525 (2004)229-235. 1 hivatkozás 4. Dénes E., Fenyvesi A. , Hirn A., Kerek A., Kiss T., Molnár J. , Novák D. , Soós C.: ALICE DDL radiation tolerance tests for the FPGA configuration loss. Proceedings of the 10th Workshop on Electronics for LHC and Future Experiments. Boston, USA, 13-17 Sept., 2004. Geneva, CERN (CERN-2004-01; CERN/LHCC2004030; LHCC-G-081) 0 (2004)384-388. 1 hivatkozás 5. Hebbeker T., Reithler H., Ruetten P., Szczesny H., Fenyvesi A. , Molnár J. , Novák D. , Sipos A. , Szabó Zs., Bencze Gy. L., Kerek A.: Pressure monitoring system for the CMS muon chambers. Proceedings of the 10th Workshop on Electronics for LHC and Future Experiments. Boston, USA, 13-17 Sept., 2004. Geneva, CERN (CERN-2004-01; CERN/LHCC2004030; LHCC-G-081) 0 (2004)366-369.. 6. Novák D. , Fenyvesi A. , Molnár J. , Székely G. , Végh J. , Béni N. , Kapusi A. , Raics P. 2 , Szabó Zs., Szillási Z., Bencze Gy. L.: Integration study and first test results of the CMS Muon Barrel Alignment system. Proceedings of the 10th Workshop on Electronics for LHC and Future Experiments. Boston, USA, 13-17 Sept., 2004. Geneva, CERN (CERN-2004-01; CERN/LHCC2004030; LHCC-G-081) 0 (2004)264-267. 7. Bencze Gy. L., Imrek J. , Molnár J. , Novák D. , Raics P. , Szabó Zs., Székely G. , Szillási Z.: PIConNET based distributed system dedicated to magnet test of the CMS muon barrel alignment. Proceedings of the 11th Workshop on Electronics for LHC and Future Experiments. Heidelberg, Germany, 12-16 Sept., 2005. Geneva, CERN (CERN-2005-011; CERNLHCC-2005-038, LHCC-G-101) 0 (2005)419-421.
11
8. Denegri D., Godinovic N., Puljak I., Antunovic Z., Dzelalija M., Molnár J. , Béni N. , Kapusi A. , Baksay G. , Raics P. , Szabó Zs., Szillási Z., Zilizi Gy., Horváth D. , + 2786 coauthors (CMS Collaboration): The CMS experiment at the LHC. Fizika B 14 (2005)259-282. 9. Dénes E., Fenyvesi A. , Hirn A., Kerek A., Kiss T., Molnár J. , Novák D. , Soós C., Tölyhi T., Vande Vyvre P.: Radiation tolerant source interface unit for the ALICE experiment. Proceedings of the 11th Workshop on Electronics for LHC and Future Experiments. Heidelberg, Germany, 12-16 Sept., 2005. Geneva, CERN (CERN-2005-011; CERNLHCC-2005-038, LHCC-G-101) 0 (2005)291-293. 10. Bencze Gy. L., Béni N. , Imrek J. , Molnár J. , Novák D. , Raics P., Sass V. , Szabó Zs., Székely G. , Szillási Z.: Results and consequences of magnet test and cosmic challenge of the CMS barrel muon alignment systems. Proceedings of the Topical Workshop on Electronics for Particle Physics. TWEPP-07. Prague, Czech Republic, 3-7 Sept., 2007. Geneva, CERN (CERN-2007-007) 0 (2007)407-410. 11. Dénes E., Fenyvesi A. , Futó I. , Kerek A., Kiss T., Molnár J. , Novák D. , Soós C., Tölyhi T., Vande Vyvre P.: Radiation tolerance qualification tests of the final source interface unit for the ALICE experiment. 12th Workshop on Electronics for LHC and Future Experiments. Valencia, Spain, 25-29 Sept., 2006. Proceedings. Eds.: Claude, S., Ross, K. Geneva, CERN (CERN-2007-001; CERN-LHCC-2007-006; LHCC-G-125) 0 (2007)438-441. 12. Szillási Z., Bencze Gy. L., Béni N., Imrek J. , Molnár J. , Novák D. , Raics P. , Szabó Zs., Székely G. : Data acquisition and management in the calibration processes of the CMS barrel muon alignment system. 12th Workshop on Electronics for LHC and Future Experiments. Valencia, Spain, 25-29 Sept., 2006. Proceedings. Eds.: Claude, S., Ross, K. Geneva, CERN (CERN-2007-001; CERN-LHCC-2007-006; LHCC-G-125) 0 (2007)525-528. 13. Gábor Somogyi, Zoltán Trócsányi and Vittorio Del Duca, Matching of singly- and doubly-unresolved limits of tree-level QCD squared matrix elements, JHEP 0506:024, 2005. 24 hivatkozás 14. Gábor Somogyi, Zoltán Trócsányi, A new subtraction scheme for computing QCD jet cross at next-to-leading order accuracy, ACTA PHYS. DEB. XL. 101, 2006. 7 hivatkozás 15. Gábor Somogyi, Zoltán Trócsányi, A subtraction scheme for computing QCD jet cross sections at NNLO: Regularization of real-virtual emission, JHEP 0701:052, 2007. 14 hivatkozás 16. Gábor Somogyi, Zoltán Trócsányi and Vittorio Del Duca, A subtraction scheme for computing QCD jet cross sections at NNLO: Regularization of doubly-real emissions, JHEP 0701:070, 2007. 12 hivatkozás 17. Zoltán Nagy, Gábor Somogyi, Zoltán Trócsányi, Separation of soft and collinear infrared limits of QCD squared matix elements. arXiv:hep-ph/0702273 2007. 3 hivatkozás
12
2. Kvantumfizikai alapeffektusok vizsgálata 1.
Lévai G., Sinha A., Roy P.: An exactly solvable PT-symmetric potential from the Natanzon class. Journal of Physics A 36 (2003) 7611-7624. 5 hivatkozás 2. Lévai G.: Symmetries without hermiticity. Czechoslovak Journal of Physics 54 (2004) 1121-1124. 6 hivatkozás 3. Lévai G., Arias J. M.: The sextic oscillator as a gamma-independent potential. Physical Review C 69 (2004) 1:4304 5 hivatkozás 4. Sinha A., Lévai G., Roy P.: PT symmetry of a conditionally exactly solvable potenital. Physics Letters A 322 (2004) 78-83. 12 hivatkozás 5. Lévai G.: Solvable PT-symmetric potentials in higher dimensions. Journal of Physics A 40 (2007) F273-F280. 3 hivatkozás 6. Vértesi T., Bene E.: Thermal entanglement in the nanotubular system Na2V3O7. Physical Review B 73 (2006)13:4404 4 hivatkozás 7. Stolterfoht N., Sulik B., Gulyás L., Skogvall B., Chesnel J. -Y., Frémont F., Hennecart D., Cassimi A., Adoui L., Hossain S., Tanis J. A.: Interference effects in electron emission from H2 by 68-MeV/u Kr33+ impact: Dependence on the emission angle. Physical Review A 67 (2003) 030702 30 hivatkozás 8. Stolterfoht N., Sulik B., Skogvall B., Chesnel J. -Y., Frémont F., Hennecart D., Cassimi A., Adoui L., Hossain S., Tanis J. A.: Frequency doubling of interference structures in electron emission interferences from H2 by 68-MeV/u Kr33+ impact., Physical Review A 69 (2004) 012701 19 hivatkozás 9. Sarkadi L.: Interference effects in electron emission from H2 by particle impact. J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 36 (2003) 2153. 18 hivatkozás 10. Stolterfoht N., Sulik B.: Interferences in electron emission from H2 induced by fast ion impact. Advances in Quantum Chemistry 46 (2004)307-327 2 hivatkozás 11. Tanis J. A., Hossain S., Sulik B. , Stolterfoht N.: Comments on "Interference effects in electron emission in heavy ion collisions with H2 detected by comparison with the measured electron spectrum from atomic hydrogen". Physical Review Letters 95 (2005)7:9301 7 hivatkozás 12. Tumino A., Spitaleri C., Mukhamedzhanov A. M., Rapisarda G. G., Cherubini S., Crucillá V., Elekes Z., Fülöp Zs., Gulino M., Gyürky Gy., Kiss G. Gy., La Cognata M., Lamia L., Mudó F., Pizzone R. G., Romano S., Sergi M. L., Somorjai E.: Supression of the Coulomb interaction in the off-energy-shell p-p scattering from the p+d->p+p+n reaction. Physical Review Letters 98 (2007)25:2502(4) 13. Ricz S., Sankari R., Kövér Á. , Jurvansuu M., Varga D. , Nikkinen J., Ricsóka T. , Aksela H., Aksela S.: Strong nondipole effect created by multielectron correlation in 5s photoionization of xenon. Physical Review A 67 (2003) 102712 9 hivatkozás 14. Fainstein P. D., Gulyás L.: Three- and four-body dynamics in single ionization of He by swift highly charged Au53+ ions. Journal of Physics B 38 (2005) 317-331 11 hivatkozás
13
3. Egzotikus magfizika 1. Dombradi Zs. et al., Search for particle-hole excitations across the N=28 shell gap in 45,46 Ar nuclei. Nuclear Physics A 727 (2003)195. 7 hivatkozás 16 2. Elekes Z. et al., Decoupling of valence neutrons from the core in C. Physics Letters B 586 (2004)34. 27 hivatkozás 27 3. Elekes Z. et al., Bound excited states in F, Physics Letters B 599 (2004)17. 4 hivatkozás 4. Imai N. et al., Anomalously hindered E2 strength B(E2;2+1 -> 0+) in 16C. Physical Review Letters 92 (2004)062501. 50 hivatkozás 37,39 43,45 5. Sorlin O. et al., Structure of the neutron-rich P and Cl nuclei. European Physical Journal A 22 (2004)173. 5 hivatkozás 6. Stanoiu M. et al., Study of drip line nuclei through two-step fragmentation. European Physical Journal A 20 (2004)95. 11 hivatkozás 7. Stanoiu M. et al., Study of neutron rich Carbon and Oxygen nuclei up to drip line. Nuclear Physics A 746 (2004)135. 4 hivatkozás 8. Stanoiu M. et al., N=14 and 16 shell gaps in neutron-rich oxygen isotopes. Physical Review C Nuclear Physics 69 (2004)3:4312. 44 hivatkozás 9. Belleguic M. et al., Search for neutron excitations across the N = 20 shell gap in 25-29Ne. Physical Review C Nuclear Physics 72 (2005)5:4316. 6 hivatkozás 10. Dombrádi Zs. et al., Decoupling of valence neutrons from the core in 17B. Physics Letters B 621 (2005)81. 4 hivatkozás 17,19 11. Elekes Z. et al., Low-lying excited states in C. Physics Letters B 614 (2005)174. 9 hivatkozás 45 12. Gaudefroy L. et al., Study of Ar through (d,p) reaction at SPIRAL. Journal of Physics G Nuclear and Particle Physics 31 (2005)1623. 2 hivatkozás 19 13. Kanungo R. et al., Search for an isomeric state in C. Nuclear Physics A 757 (2005)315. 14. Kanungo R. et al., Excited states in neutron rich boron isotopes. Physics Letters B 608 (2005)206. 1 hivatkozás 15. Dombrádi Zs. et al., Vanishing N=20 shell gap: Study of excited states in 27,28Ne. Physical Review Letters 96 (2006)18:2501. 15 hivatkozás 16. Elekes Z. et al., Proton inelastic scattering studies at the borders of the "island of inversion": The 30,31Na and 33,34Mg case. Physical Review C Nuclear Physics 73 (2006)4:4314. 6 hivatkozás 22 17. Elekes Z. et al., Search for neutron decoupling in O via the (d,d' gamma) reaction. Physical Review C Nuclear Physics 74 (2006)1:7306. 1 hivatkozás 18. Gaudefroy L. et al., Reduction of the spin-orbit splittings at the N = 28 shell closure. Physical Review Letters 97 (2006)9:2501. 9 hivatkozás 19. Ong H. J. et al., Neutron-dominant quadrupole collective motion in 16C. Physical Review C Nuclear Physics 73 (2006)2:4610. 7 hivatkozás 70 20. Perru O et al., Enhanced core polarization in Ni and 74Zn. Physical Review Letters 96 (2006)23:2501. 14
21. Bastin B. et al., Collapse of the N=28 shell closure in 42Si. Physical Review Letters 99 (2007)2:2503. 10 hivatkozás 22. Elekes Z. et al., Spectroscopic study of neutron shell closures via nucleon transfer in the near-dripline nucleus 23O. Physical Review Letters 98 (2007)10:2502. 9 hivatkozás 23. Gibelin J. et al., Measurement of the B(E2,0+1 -> 2+1) N = 16 nucleus 26Ne. Physical Review C Nuclear Physics 75 (2007)5:7306. 24. Formicola A., Imbriani G., Costantini H., Angulo C., Bemmerer D., Bonetti R., Broggini C., Corvisiero P., Cruz J., Descouvemont P., Fülöp Zs., Gervino G., Guglielmetti A., Gustavino C., Gyürky Gy., Jesus A. P., Junker M., Lemut A., Menegazzo R., Prati P., Roca V., Rolfs C., Romano M., Rossi-Alvarez C., Schümann F., Somorjai E., Straniero O., Strieder F., Terrasi F., + 3 coauthors (NoName Collaboration): Astrophysical S-factor of 14N(p,gamma)15O. Physics Letters B 591 (2004)61-68 42 hivatkozás 25. Imbriani G., Costantini H., Formicola A., Bemmerer D., Bonetti R., Broggini C., Corvisiero P., Cruz J., Fülöp Zs., Gervino G., Guglielmetti A., Gustavino C., Gyürky Gy., Jesus A. P., Junker M., Lemut A., Menegazzo R., Prati P., Roca V., Rolfs C., Romano M., Rossi-Alvarez C., Schümann F., Somorjai E., Straniero O., Strieder F., Terrasi F., Trautvetter H-P., Vomiero A., + 1 coauthors (NoName Collaboration): The bottleneck of CNO burning and the age of Globular Clusters. Astronomy and Astrophysics 420 (2004)625-629 15 hivatkozás 26. Lemut A., Bemmerer D., Confortola F., Bonetti R., Broggini C., Corvisiero P., Costantini H., Cruz J., Formicola A., Fülöp Zs., Gervino G., Guglielmetti A., Gustavino C., Gyürky Gy., Imbriani G., Jesus A. P., Junker M., Limata B. N., Menegazzo R., Prati P., Roca V., Rogalla D., Rolfs C., Romano M., Rossi-Alvarez C., Schümann F., Somorjai E., Straniero O., Strieder F., + 2 coauthors (LUNA Collaboration): First measurement of the 14 N(p,gamma)15O. cross section down to 70 keV. Physics Letters B 634 (2006)483-487. 11 hivatkozás
15
