A NASA idei tíz ösztöndíjasának egyike Kocsis Bence, aki az ELTE Bolyai kollégistájaként tavaly szerezte meg asztrofizikai tudományos fokozatát. A fiatal magyar kutató szerint a világ legnagyobb űrkutatással foglalkozó központja nem rossz hely, de az elméleti csillagászatban még izgalmasabb, ha az ember egy egyetemen vagy kutatóintézetben folyó pezsgő szakmai élethez csatlakozhat.

Hogyan szereztél tudomást arról, hogy te nyerted el a NASA ösztöndíját?

Az egyik délután felhívtak telefonon a Chandra X-ray Centerből a döntésről szóló hírrel. Képzelheted, mennyire örültem! Ezzel szabadon kutathatok a következő 2-4 évben, és teljes függetlenséget biztosít. Ráadásul, bármelyik amerikai egyetem vagy kutatóintézet tárt karokkal fogad, hiszen az, hogy hova mennek ezek az ösztöndíjasok, egyben őket is rangsorolja. Ráadásul, az én esetemben egy személyes aspektusa is van a dolognak: a feleségem, aki geológus és egyébként szintén az ELTE-n végzett, épp a Harvardon doktorandusz. Így jövőre már nem kell 900 km-t utazni hetente, hogy láthassuk egymást.

Kik kerülhettek be az ösztöndíjasok közé? Egy konkrét munkával kellett pályázni vagy az eddigi tevékenységedet értékelték?

Az egész világról szinte bárki pályázhatott erre az ösztöndíjra, egy teljesen specifikus három éves kutatási munkatervvel. A bizottság elsősorban ez alapján rangsorolta a pályázatokat. Nyilván, figyelembe vették a korábbi eredményeket, illetve a pályázathoz csatolt 3 ajánlást is, hiszen ez alapján könnyebben megítélhető a munka kivitelezhetősége. Az amerikai végzős doktoranduszok több hónapos őszi országjáró turnéra mennek reklámozva az eredményeiket, ami - ha ismertté válnak - tovább növeli pályázatuk esélyét.

Miért a Harvard? Te a Harvard Asztrofizikai Intézetben tanultál, és mint említetted, a feleséged jelenleg tanul ott...

Néhány tévesen megjelent cikkel szemben, nem a Harvardon tanultam, hanem az ELTE-n! De az igaz, hogy elég sok időt töltöttem ott korábban: egy nyári kutatói gyakorlatot 2002-ben, és két évet mint kutató 2004-2006-ig. A Harvard az egyik legjobb, talán a legjobb hely most az asztrofizikában. Nagyon sok jó, hasonló kutatási területen dolgozó kollégával találkozhatom, akikkel jó lesz együttműködni. Mindazonáltal, mivel már sok időt töltöttem ott, fontolgattam, hogy új helyet próbálok ki, új kapcsolatokat építve.

Valóságos verseny indult értem. Persze, igazából ez nem rólam szólt, jóval inkább az egyetemek közötti presztízs harcról. Hívott a szintén Bostonban található MIT (Massachusetts Institute of Technology), amely a világ egyik legjobb egyeteme és kutatóintézete a fizikában. A Harvard rálicitált az MIT ajánlatára, mi több, a NASA ösztöndíjra és garantált további egy esztendőt annak lejárta után. Végül azt választottam. Közben az Institute for Advanced Study szerette volna, ha ott maradok, de végül megértették, hogy személyes okok miatt Bostonba mennék. Megértették, és megígérték, hogy 1 évig megtartják a jelenlegi státuszomat, ha úgy alakulna, hogy visszajönnék. Tehát, többszörösen is be vagyok biztosítva, de ezt a jelenlegi instabil gazdasági helyzetben nem lehet másképp csinálni.

Mi a csúcs a Te szakterületeden, minden csillagász a NASA-hoz vágyik?

Valóban, a NASA központ nem egy rossz hely, de az elméleti csillagászatban talán még izgalmasabb, ha az ember egy egyetemen vagy kutatóintézetben folyó pezsgő szakmai élethez csatlakozhat. A Harvard és a Princeton talán a két legjobb hely Amerikában (talán az egész világon is) – a színvonalas csillagászati kutatások és cikkek számát illetően mindenképp. A NASA nem véletlenül támogatja előszeretettel ezen intézményekben folyó kutatásokat. Nagy élmény itt dolgozni.

Mi szerettél volna lenni gyerekkorodban?

Kiskoromban operatőr vagy matematikus, azután határozottan matematikus. Gimnáziumban határoztam el, hogy fizikus leszek. Rájöttem, hogy számomra izgalmasabb a világ működésének megismerése, mint tisztán absztrakt matematikával foglalkozni. De legnagyobb tiszteletem a matematikusoké!

A honlapodon azt írod, mindig is szerettél érdekes fizikai problémákkal foglalkozni. Miért pont az asztrofizika lett végül a kutatási területed?

Eredetileg nagyon érdekelt a részecske, a statisztikus és a szilárdtest fizika is. De végül túl sok túl jó relativitáselmélet specit hallgattam a D.Gy.-től és túlságosan lelkesítettek a Frei Zsolt bevezető előadásai ahhoz, hogy mást válasszak. Sose felejtem el, Marx György egy Fizika Ankéton tartott előadásának hangzatos záró mondatát, "Kedves hölgyeim és uraim, mindössze egy feladat maradt hátra: hogy megtudjuk, mi alkotja az univerzum 95%-át!" Azért különösen érdekes most asztrofizikával foglalkozni, mert most jutott el a technológia oda, hogy erre végre fény derülhet. Az asztrofizikán keresztül az univerzum teljesen új aspektusait ismerhetjük meg.

Kérlek, foglald össze röviden azt a témát, amin jelenleg dolgozol! Ennek milyen gyakorlati jelentősége lehet hosszú távon?

Jelenleg két különböző területtel is foglalkozom, az egyik a gravitációs hullámokkal kapcsolatos. A gravitációs hullámok jelenlétét Einstein jósolta meg 1917-ben tisztán elméleti alapon. Ezek a geometriában fénysebességgel terjedő hullámok, amik a testeken keresztülhaladva kissé eldeformálják azokat. Ezek a hullámok energiát visznek el egymás körül keringő objektumokból, mint például két csillag vagy két fekete lyuk, ami hosszú távon ezek összeütközéséhez vezet. Egyetlen fekete lyuk kettős ütközése esetén a kisugárzott gravitációs sugárzás intenzívebb, mint az egész univerzum elektromágneses teljesítménye. Ezeket az ütközéseket a most 2009 májusára esedékes "Enhanced LIGO" gravitációs hullám detektorral remélik először kimutatni. További közvetlen megfigyelési lehetőséget ad a jövőben a LISA űrdetektor; illetve a gravitációs hullám háttér mérhető a pulzárok és a kozmikus mikrohullámú háttér megfigyelésével is.

Az én kutatásaimnak egyik célja, hogy megvizsgáljam a fekete lyuk ütközésekre milyen hatással van az azt körülvevő gáz. Ezt eddig egyáltalán nem vették figyelembe, pedig komolyan megváltoztathatja a várt jelet. Ráadásul a gázzal való kölcsönhatás erőteljes elektromágneses fényjelenséghez is vezethet, ami hagyományos módon külön mérhető.
Ennek az együttes megfigyelése nagy áttörést jelenthet a fizikában. Ezzel mérhető az előbb említett Marx György előadásban említett hiányzó 95%. A gyakorlatban kimutathatók lesznek az extra dimenziók, ha léteznek, mérhető a gravitációs hullámnak megfelelő részecske, a graviton tömege, ha esetleg nem nulla, és az "égő galaxismagok", a kvazárok megértéséhez vezethet. Praktikusan, ez a kutatás segít a NASA-nak eldönteni, hogy melyik küldetést érdemes támogatni a jövőben, mint például a LISA-t. Hétköznapi alkalmazása rövid távon nem várható, habár Kip Thorne a Caltech neves relativistája által számolgatott időgépekhez is egyszer még hasznos lehet.

Mennyiben mások a feltételek egy kutató számára az Egyesült Államokban?

Elméleti fizikusként a Frei Zsolt csoportjában nekem otthon is megvolt minden, ami kell: egy gyors számítógép, források konferenciákra és publikációkra, illetve kapcsolatok együttműködni kiváló külföldi kutatókkal. Ami számomra Amerikában, vagy legalábbis itt az Institute for Advanced Study-ban Princetonban vagy a Harvardon nagy előny, hogy hihetetlen érdekes szakmai előadások vannak friss kutatási eredményekről minden nap. Sok pénzt költ az intézet világhírű kutatók meghívására. Sokszor annyi a kihagyhatatlan program, hogy az embernek csak éjszaka marad ideje kutatni. Ebben az intézetben sok a fiatal postdok, asztrofizikus csak 15, tele jó ötletekkel. Nagyon inspiratív az atmoszféra.

Mi a véleményed az ELTE fizika oktatásáról (összehasonlítva a külföldön tapasztaltakkal)?

Nagyon élveztem az előadásokat. A fizikus szak az ELTE-n egy elit szak, ahol nagyon erős elméleti alapot lehet szerezni, fizikából és matematikából. Az első három év szerintem az ELTE-n erősebb mint bárhol az Egyesült Államokban. Talán gyakorlatból van egy kis hiány, Amerikában lényegesen több a házi feladat, ami azért lehetséges, mert lényegesen kevesebb kurzust kell végezni. Itt inkább az a filozófia, hogy jobb ha az ember kevesebb területet mélyebben megismer. Viszont az otthoni fizikaversenyekhez hasonló, mint az Ortvay és a NyIFFF (vagy akár a KöMaL középiskolában) itt egyáltalán nincs, pedig rengeteget lehet tanulni belőle, óriási élmény és motiváció. Minden fizikus diáknak nagyon javaslom, hogy használja ki ezeket a lehetőségeket!

A doktori képzés viszont Amerikában tűnik alaposabbnak. Ez már csak azért is így kell, hogy legyen, mert itt 5 évig tart a PhD és közben végig folyamatosan őrült erőfeszítéssel kell, hogy dolgozzanak a doktoranduszok. Másrészt a Harvardon vagy Princetonban aktívabb a kutatói tevékenység, több a doktorandusz, több a posztdok, több oktató van. Itt az egyes professzorokra háruló oktatási feladat lazább: összesen 1 előadáskurzust kell tartani minden második félévben (adjunktustól egyetemi tanárig egyaránt). A kutatói légkör sok motivációt jelent a diákoknak.

De mindezt persze csak külső szemlélőként állapítom meg, nem a saját bőrömön tapasztaltam.

Van-e olyan, amit az amerikai egyetemi oktatásban követendő példának tartasz?

Amerikában, valószínű előny a sok házi feladat és a gyakorlat. Továbbá egy adott szakterületen vannak kutatói szemináriumok és közös ingyenes szakmai ebédek, amin mindenki szívesen részt vesz. Elsősorban, mert ingyen ebéd, (ami rögtön lázba hozza az amerikaiakat), de melléktermékként sokat lehet belőle tanulni egymástól, a legfrissebb kutatási eredményekről. A doktoranduszoknak is nagyon hasznosak ezek az összejövetelek. Az ELTE asztrofizikán doktoranduszként kezdeményeztem egy ilyen "pizza lunch" bevezetését a múltban, amire azóta is szerdánként sor kerül. De ott a pizzáért sajnos a résztvevőknek kell fizetni.

Mik a további terveid? Milyen témákkal szeretnél foglalkozni?

Továbbra is szeretnék asztrofizikával és csillagászattal foglalkozni, de szeretnék újabb területeket is megismerni a gravitációs hullám témakörön kívül.

Például, most legújabban elkezdtem a galaxis középén megfigyelhető központi szupermasszív fekete lyuk körül hemzsegő csillagok térbeli eloszlásán gondolkodni. Újabban ez a terület jól megfigyelhető egész közel a fekete lyukhoz, akár a milli-fényév skálán. Érdekes, hogy a csillagok legbelül gömbszerűen oszlanak el, kintebb úgy 0,5 fényév körül két dimenziós korongba tömörülnek, azon kívül ismét gömbszerű az eloszlás, majd sokkal kintebb a galaxis tányérja ismét két dimenziós. A legbelső gömb-korong-gömb struktúra nincs megmagyarázva.

Ezzel kapcsolatban lenyűgözőnek tartom a következő ötletet, aminek a részletein most a Scott Tremaine-nel dolgozunk itt az IAS-en. A probléma matematikailag analógiába hozható a szilárdtest fizikában a mágnességgel. Ott egy kritikus hőmérséklet alatt az elemi spinek a rácsban beforgatják egymást egy irányba és ez felelős a test mágnesezettségéért, de ha nagy a hőmérséklet akkor ez szétzilálja a rendezettséget és a spinek véletlenszerű irányokba mutatnak és elvész a mágnesezettség,. A csillagok esetén, azok a fekete lyuk körül precesszáló ellipszispályákon keringenek, azaz egyenként egy-egy lyukas korongot járnak be. Hosszú időskálán ezek a korongok hatnak kölcsön. A pályasíkok megpróbálják beforgatni egymást, hogy párhuzamosak legyenek. Közel a fekete lyukhoz azonban, ahol a csillagok gyorsan mozognak, ott nagy a "hőmérséklet" ami gömbszimmetrikus eloszlást hoz létre, hasonlóan mint a mágnes elemi spinjei magas hőmérsékleten. Kintebb viszont kisebb a "hőmérséklet", így a csillagok pályáinak megfelelő korongok közötti gravitáció hatékonyan beforgatja a pályákat egy síkba és kialakul a két dimenziós rend. Még kintebb pedig az ehhez szükséges idő nagyobb, mint az univerzum életkora ezért ott még nem volt elég idő a korong kialakulásához. Tehát ez pontosan a megfigyelt struktúrához vezet. Ha az ember megnézi a részleteket, kiderül, hogy a probléma matematikailag nem is a ferromágnességgel, hanem a folyadékkristályok ún. nematikus - izotróp átmenetével azonos. Megdöbbentőnek tartom, hogy a galaxis belseje valójában egy óriás folyadékkristály!

Külföldön maradnál, vagy idővel hazajönnél Magyarországra?

Hosszabb távon mindenképp szeretnénk hazatérni a feleségemmel. Szeretnék egy erős asztrofizikai kutató bázist megszilárdítani az ELTE-n. Nagyon bízom benne, hogy lesz rá lehetőség.