„Kémiai rendszerek is lehetnek komplexek”

2013.05.28.
„Kémiai rendszerek is lehetnek komplexek”
Olyan területen tevékenykedünk, mely inkább a kiművelt emberfőkre, mint a műszerekre épít – mondja Császár Attila, az ELTE Természettudományi Kar Kémiai Intézetének professzora, aki a Magyar Tudományos Akadémia támogatásával alakíthat kutatócsoportot.

A Magyar Tudományos Akadémia támogatásával hozhat létre kutatócsoportot. A támogatás elnyerése önmagában is elismerést jelent.
Természetesen nagy örömmel értesültem arról, hogy sikeresen pályáztam, s megalakíthatom akadémiai kutatócsoportomat. Ez talán az első elméleti kémiai kutatócsoport lesz, melynek tevékenységét az MTA támogatja. Ez nyilván az elmélet felértékelődését is jelenti az alapvetően kísérleti alapú kémiában. Külön lelkesedéssel tölt el, hogy a pályázat bírálói magasan értékelték a beadott pályázatomat, hiszen ebben a fordulóban a legmagasabb pontszámot az én pályázatom kapta. Ezzel úgy érzem, hogy elismerték azt a több mint három évtizedes publikációs tevékenységet, amit a számítógépes kvantumkémia és az elméleti kémia területén végeztem. Érdekes egybeesés, hogy nemrég vehettem át a Polányi Mihály fődíjat fizikai-kémiai kutatásaimért.
Ugyanakkor azt is hangsúlyozni kell, hogy kutatási eredményeimet nem tudtam volna elérni a hazai és külföldi, különösen tehetséges és szorgalmas hallgatók és posztdoktorok támogatása nélkül. Csoportomban két Junior Príma díjjal kitüntetett munkatárs is dolgozik, nyilván ez is szerepet játszhatott a pozitív elbírálásban. Ha a hazai alapkutatás és az egyetemi oktatás sanyarú helyzetén elmélkedem, mindig erőt ad az a gondolat, hogy nem szabad magukra hagyni a tehetséges hallgatókat, hanem segíteni kell őket céljaik elérésében, akármennyire is nehéznek látszik a helyzetük a közeljövőben. Talán nekik megadatik, hogy egy meritokrata társadalomban éljék le életüket, mely kiemelten fogja értékelni tehetségüket és eredményeiket. Ha ehhez bármily kis mértékben is sikerül hozzájárulnom egyetemi oktatóként, már nem dolgoztam hiába.

„Komplex kémiai rendszerek” című tervére kapta meg a támogatást. Mivel fog foglalkozni pontosan a kutatócsoport, milyen kutatásokat terveznek?
A komplex kémiai rendszerek fogalma még napjainkban sem bevett elnevezés a kémiában, a komplex rendszerek fogalma inkább a fizikában ismert. Ott azt jelenti, hogy egy nagy bonyolultságú, illetve méretű rendszerrel állunk szemben, melyet alapvetően ismert szabályok írnak le, de komplex jellege miatt benne új tulajdonságok „keletkeznek”. Az utóbbi évek kutatásai során realizáltam, hogy egyes kémiai rendszerek is lehetnek komplexek a szónak a fizikában bevett értelmében. Ez alatt azt kell érteni, hogy milliós, akár milliárdos adatkészlettel kell dolgoznunk, s ennek valódi megértése, feldolgozása, az adatokból a tudás kiemelése új megközelítésmódokat igényel.
Kutatócsoportunk különösen három területen kíván komplex kémiai rendszerek vizsgálatával foglalkozni, ez a spektroszkópia, a termokémia és a kémiai kinetika. A nagyfelbontású molekulaspektroszkópia területén például mi vezettük be a spektroszkópiai hálózatok fogalmát, ezzel talán új irányt szabva a komplex kísérleti eredmények értelmezésének. Hasonló hálózati szemléletmód segítségével lehet segíteni a kissé más értelemben komplex termokémiai és kinetikai vizsgálatokat is. Megközelítésünk lényegét talán úgy lehet összefoglalni, hogy míg korábban éles vita bontakozott ki arról, hogy az elmélet vagy a kísérlet adja-e a helyes(ebb) leírást, a mi válaszunk az, hogy egyik sem, hanem az összes kísérleti és elméleti adat egyidejű, „empirikus” analízise. Csak a két forrás által szolgáltatott eredmények egyidejű analízise képes rávilágítani akár a kísérlet, akár az elmélet hiányosságaira és az önkonzisztencia elérésével feloldani az esetleges ellentmondásokat. Itt jut jelentős szerephez a hálózatelmélet és az informatika.
Ahogy látható, megközelítésünk nem csak a kémián belül érint hagyományosan különböző tématerületeket, de interdiszciplináris jellegű kutatómunka is, melyben vegyészeken kívül matematikusok és informatikusok (esetleg vegyész informatikusok) segítségére is számítunk. Ilyen jellegű alapkutatásokat legcélszerűbben egyetemi környezetben lehet végezni.

Milyen eredményeket szeretne a kutatócsoport elérni?
A pályázat egyértelműen alapkutatások támogatását kérte az MTA-tól. A kutatócsoport egyik alapvető tevékenysége a számítógépes kvantumkémia módszertanának fejlesztése. A kvantumkémiának alapvetően két ága létezik, az egyik elektronszerkezet számításokkal, a másik a magmozgások számításával foglalkozik. Én az előbbi területről indultam, de már hosszabb ideje az utóbbi területen tevékenykedem. A kutatócsoport koncepciójában ugyanakkor rendkívül fontos elem, hogy a kifejlesztett kvantumkémiai és elméleti kémiai eszközrendszert azonnal használni kívánjuk fontos kémiai problémák megoldására, különösen a spektroszkópia, a termokémia és a kinetika területén. Mindhárom területen új, minden eddiginél pontosabb adatbázisokat szeretnénk kiépíteni és a kutatók és a mérnökök rendelkezésére bocsátani, így megteremtve az olyan alapvető folyamatok pontos modellezésének természettudományos alapjait, mint például az égési folyamatok vagy a földi üvegházhatás.
Az alapkutatások természete olyan, hogy különösen nehéz 5 évre előre megmondani, hogy milyen kutatási eredményeket fog csoportunk elérni. Reményeim szerint legalább évi 8–10 publikációja lesz csoportunknak, s ahogy eddig is, úgy a jövőben is neves nemzetközi folyóiratokban (akár Science, illetve Nature) szeretnénk azokat közölni. A spektroszkópiai, termokémiai és kinetikai aktív adatbázisok kidolgozása és feltöltése lehet másik konkrét „terméke” a kutatócsoport tevékenységének.

Megalakult már a kutatócsoport? Von be fiatalabb hallgatókat?
A kutatócsoport szervezése jelen pillanatban is gőzerővel zajlik. Minthogy például a magmozgások elméleti vizsgálatának területén nem folyik máshol PhD szintű képzés Magyarországon, így a csoport felépítése során alapvetően a saját csoportomban korábban, illetve jelenleg képzés alatt álló hallgatókra, valamint PhD fokozatot szerzett kutatókra számíthatok. A csoport legalább felét korábban a csoportban dolgozó PhD hallgatók fogják jelenteni, egyetlen 40 év feletti kutató alkalmazását sem tervezem.

31 milliós támogatást nyertek el a kutatás első évére. Mire fordíthatják az elnyert összeget?
A támogatás döntő részben a fiatal kollégák alkalmazására, bérére fog fordítódni. A kutatócsoport létszáma 6–8 fő körül fog alakulni. Természetesen nemzetközi színtéren tevékenykedünk, ennek megfelelően kértem támogatást arra, hogy eredményeinket minél több nemzetközi fórumon mutathassuk be, azaz konferenciákra mehessenek a kutatócsoport tagjai, illetve külföldi kollégákat hívhassunk meg legújabb kutatási eredményeik bemutatására. Kutatásaink eszközigénye nem túl magas, de jelentős és speciális igényű számítási kapacitás nélkül nem tudunk versenyképesek lenni. Ennek megfelelően szeretném továbbfejleszteni a csoport számítógépes parkját. Természetesen emellett nagy szükségünk van a szuperszámítógépes kapacitásra, ebben hazánk az utóbbi időben előrébb lépett.

Lehetségesnek tartja, hogy a kutatócsoport tovább működjön a támogatás lejárta után?
Nagyon remélem, hogy lesz lehetőség a kutatócsoport működésének meghosszabbítására, hiszen rengeteg megoldandó feladat vár még ránk, több az ötlet, mint amit a rendelkezésre álló erőforrások keretein belül meg lehet oldani. Olyan területen tevékenykedünk, mely inkább a kiművelt emberfőkre, mint a műszerekre épít, így a hazai kutatásfinanszírozás helyzetében inkább elméleti területeken vagyunk képesek felvenni a versenyt nemzetközi szinten. Remélem, csoportunk versenyképessége jelentősen javulhat az új forrásnak köszönhetően.