Szenzációs, 760 millió forintos támogatást nyert a BME egyik kutatója
Kövesse az Indexet Facebookon is!
Követem!További Tudomány cikkek
-
Van egy kísérteties szálloda, ahol biliárdgolyókkal dobálóznak a szellemek - A súlycsökkentő műtét lehet a megoldás a túlsúlyos cukorbetegek problémáira
- A Ryugu aszteroida mintái hemzsegnek az élettől
- A vese sejtjei is képesek az emlékezésre
- Hatalmas aranylelőhelyre bukkantak Kínában, ez lehet a Föld egyik legnagyobbja
Makk Péter, a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem (BME) Természettudományi Kar (TTK) Fizikai Intézet Fizika Tanszékének docense az ERC Consolidator Grant keretében öt évre csaknem 2 millió euró (körülbelül 760 millió forint) támogatást nyert kvantum-számítástudományi kutatásaiért.
Makk Péter, a BME szilárdtestfizikával foglalkozó kutatója három hónap alatt a második műegyetemi támogatott az uniós ERC pályázati programban. Az ERC Grant az európai kutatástámogatás legrangosabb, kompetitív egyéni kiválósági pályázata, ami a kutatói életpályához igazodva Starting, Consolidator és Advanced kategóriában pályázható meg.
2022 novemberében Nagy Péter, a BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Karának kutatója nyerte el a csak korlátozott számban elérhető ERC-pályázatok egyikét, az ERC Starting Grant támogatását. Ő a kémiai anyagok és folyamatok nagy pontosságú modellezésére és ez alapján azok tudásalapú fejlesztésére alkalmazható, kvantumkémiai számítási eljárások kidolgozását célzó pályázattal nyert öt évre 1,2 millió eurós támogatást.
A legfrissebb siker Makk Péter győzelme, aki a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem (BME) Természettudományi Kar (TTK) Fizikai Intézet Fizika Tanszékének docense. Ő az ERC Consolidator Grant keretében öt évre közel 2 millió euró támogatást nyert kvantum-számítástudományi kutatására.
Harc az információvesztés ellen
Makk Péter 2021-ben nyerte el az MTA Lendület-programjának támogatását, amelynek keretében megalapíthatta az MTA–BME Lendület Korrelált van der Waals Struktúrák Kutatócsoportot. Elmondása szerint az elmúlt években komoly fejlődés történt a kvantum-számítástudományban, ahol a fő cél a mai számítógépektől radikálisan eltérő elven működő új, ultragyors számítógépek létrehozása. Jelenlegi megvalósításukban azonban az információs alapegységek, az ún. qubitek információvesztése a legnagyobb kihívás. A mai szilárdtestfizikai kutatások egyik legfontosabb irányvonala, hogy ezt az információvesztést megelőzzük, mert egyelőre ez a legnagyobb akadály a kvantumszámítógépek tökéletesedésében, elterjedésében.
Tehát olyan speciális anyagokra van szükség, amelyek nem hagyják, hogy elszivárogjon az információ. Az ilyen anyagokat topologikus anyagoknak nevezik.
Kétdimenziós anyagok tanulmányozására létrehozott áramkör
Fotó: Karip Tímea / Index
Az elmúlt években arra jöttek rá, hogy olyan anyagokra van szükségünk, amelyekben az elektronok erősen kölcsönhatnak egymással, és a bennük létrehozott qubiteknek egy belső, ún. topologikus védelme van. A kétdimenziós anyagokból készített, speciális új anyagoknak például lehet ilyen tulajdonsága.
Palacsintából alma
Ilyen topologikus anyagok az ún. csavart kétdimenziós anyagok, például a két grafén egymásra helyezéséből létrejövő új anyag. Makkék kutatása ezekkel a speciális anyagokkal foglalkozik, ahogy elmondja,
a kétdimenziós, egyetlen atomsorból álló anyagok nagy szerephez juthatnak a kvantum-számítástudományban. Ha a grafén vagy más kétdimenziós anyagok rétegeit egymásra helyezzük egy jól meghatározott, »mágikus« forgatási szöggel, a létrejövő anyag tulajdonságai alapvetően megváltoznak: az elektronok közötti erős kölcsönhatás fogja az anyag viselkedését meghatározni, és új izgalmas tulajdonságok jelenhetnek meg, mint például az egzotikus szupravezetés. Ez olyan, mintha két palacsintát raknánk egymásra, és egy bizonyos forgatási szögnél almává változnának.
A most induló projektben olyan technikákat fognak kidolgozni és alkalmazni, amelyek gyökeresen újak ezen a területen.
A kísérletek során a két atomi réteg közötti távolságot tervezzük változtatni, és ahogy közelebb nyomjuk a grafénrétegeket, megváltoznak a jellemzőik. Egy kis távolságváltozás is nagy anyagitulajdonság-változást indukál. Egy komoly előnye ezeknek a szerkezeteknek, hogy bennük az elektronok sűrűségét kapuelektródákkal tudjuk hangolni, és egyszerű kapufeszültségek változtatásával lehet bennük izgalmas fázisátalakulásokat létrehozni.
Az anyagcsalád sok izgalmas fizikai jelenséggel van kapcsolatban, például szupravezetéssel vagy egzotikus mágnesességgel. Makk Péter hozzáteszi, a világ szinte összes kutatócsoportja, amely a kétdimenziós anyagokat vizsgálja, most ilyen anyagokkal foglalkozik, és hetente jelennek meg izgalmas felfedezések.
A kutatócsoportban részt vevő egyik hallgató a laborban
Fotó: Karip Tímea / Index
Az ő kutatásuknál először egymásra rakják megfelelő szögben a megfelelő anyagokat, például két grafénréteget. Ezután áramköröket készítenek belőlük az EK-MFA intézetével közösen. Végül elektromos méréseket végeznek rajtuk, amiket extrém alacsony hőmérsékleten tanulmányoznak, akár az abszolút nulla fölött 20 millikelvinnel. Csonka Szabolcs kutatóval és a hallgatókkal együtt 25-30 ember dolgozik a kvantumelektronikai kutatásokon a Kvantuminformatika Nemzeti Laboratórium keretében a Műegyetemen.
A kísérleti laborban a kétdimenziós anyagokat optikai mikroszkópokkal azonosítjuk, és ezután építjük össze a szerkezeteket, amiket elektródák segítségével tanulmányozunk majd. Végül egy pici chipbe kerül a minta, amit lehűtünk. A komoly infrastruktúra ahhoz kell, amit most az EU-s nyertes pályázat összegéből bővíthetnénk, hogy egy pici mintát nagyon alacsony hőmérsékletre hűtsünk. Mert ezen az extrém alacsony hőmérsékleten jönnek elő a fizikai rendszerek izgalmas tulajdonságai.
A pályázatból szeretnének új hűtőrendszert venni, felújításokat, bővítéseket terveznek, amiket a BME is támogat. A kutatások beépülnek a fizikus- illetve az új fizikus-mérnök képzésbe is.
(Borítókép: Makk Péter 2023. február 23-án. Fotó: Karip Tímea / Index)
Kövesse az Indexet Facebookon is!
Követem!
