Minden eddiginél gyorsabb és pontosabb méréseket végző szenzorok tesztelésében vesznek részt a Debreceni Egyetem szakemberei. A CERN-nel való együttmĹąködés keretében olyan speciális detektorok összeállítása a cél, melyekkel az orvosi képalkotás, a gyógyítás, valamint a távvezérlés is sokkal precízebben végezhető a jövőben. A kutatást a HU-rizont program támogatja.

Az utóbbi években a fejlett nyugati országok jelentős összegeket költöttek a képalkotó diagnosztikára, aminek eredményeképp javultak az orvosi módszerek és magasabb szintre ért a gyógyítás folyamata is. Ujvári Balázs, a Debreceni Egyetem Informatikai Kar Adattudomány és Vizualizáció Tanszékének adjunktusa az Európai Nukleáris Kutatási Szervezet (CERN) egyik, ezt célzó nagyszabású projektjében vesz részt, pályázatát nemrég a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal a HU-rizont programban támogatta csaknem 393 millió forinttal.

Az Orvosi képalkotás, távérzékelés, nukleáris biztonság fejlesztése a részecskefizika precíz időzítést megvalósító detektoraira építve címĹą kutatásban az egyetemi szakember kollégáival egy olyan detektor majdani üzembe helyezésén dolgozik, amivel számos fizikai folyamat átláthatóbbá válhat és pontosabb méréseket lehet majd elvégezni. Jelenleg a kutatók félvezető-technológiával gyártott érzékelőket tesztelnek, kalibrálnak a Cern CMS detektorához, de más elrendezésben ilyen szenzorokat használhatnak az orvosi képdiagnosztikában (PET), az önvezető jármĹąvekben alkalmazott távérzékelési technológiák finomhangolása és a nukleáris biztonság elérése érdekében is.

– A kutatásunk egy meglévő kapcsolatból indult ki, hiszen a Debreceni Egyetem több évtizede tagja a CERN kísérleteinek. A mostani projektben negyven ország hetven kutatójából álló tudományos csapat fáradozik azon, hogy 2029-re egy minden eddiginél pontosabb időmérést lehetővé tevő detektort sikerüljön összeállítani. A munkában nekünk is kiemelt szerepünk van, hiszen ezeknek a szenzoroknak a tesztelésében veszünk részt és az elkövetkező öt évben szeretnénk mindent megtudni a detektor mĹąködéséről. A California Institute of Technology tudósai közremĹąködésével addig kalibráljuk az érzékelőket és az elektronikát, míg a detektorral a mostaninál kétszer pontosabb időmérést is elérhetünk. Az egyik cél, hogy a világon egyedülálló módon soha nem látott pontossággal lehessen vizsgálni a CERN-ben a részecskéket, de a fejlesztés az orvosi képalkotásra, valamint a gyógyításra is hatással lehet. Kevesebb sugárzásnak lennének így kitéve a betegek, a kezelés felgyorsulhat, jóval több képet lehetne rögzíteni és akár olcsóbbá is válhat a PET, így több ember juthatna hozzá a pontosabb orvosi diagnózishoz – mondta Ujvári Balázs.

A Debreceni Egyetem a Koppenhágai Egyetemmel is együttmĹąködik, ebben az esetben a hadronterápiához kapcsolódó monitorozó rendszert segítő detektort készítenek, amivel sugárterápia során a kezelés pontosságát szeretnék ellenőrizni. Ujvári Balázs ezzel kapcsolatban megjegyezte: egy olyan falat szeretnének emelni a beteg mellé, amely garantálhatja azt, hogy a testünket elérő részecskék minden esetben a leghatékonyabb kezelést jelentsék. 

Jelenleg 160 ezer egyedi szenzort tesztelnek a Debreceni Egyetem laborjában. A szakember elmondta: a rendelkezésre álló tudással az eddigiekhez képest nemcsak pontosabb, de egy jóval kisebb, szintén az orvosi területeken használható detektor fejlesztése van folyamatban.  

– Igyekszünk mindenhol felhasználni a megszerzett tudást. Tisztában vagyunk azzal, hogyan kell tesztelni a szenzorokat, hogyan időzítsük és hogyan kapcsoljuk össze őket annak érdekében, hogy egy újszerĹą orvosi képalkotásra alkalmas koncepciót dolgozzunk ki. 2025 áprilisáig tart a tesztelés, ezt követően mĹąködés közben tanulmányozzuk majd a detektort. Az a cél, hogy egyben, éles helyzetben is lássuk dolgozni az eszközt – tette hozzá. 

A debreceni Informatikai Kar adjunktusa szerint nemcsak a PET esetében, hanem az önvezető jármĹąvekbe épített, a környezetet érzékelő úgynevezett LIDAR technológia pontosságát is jelentősen javíthatják majd a kalibrált szenzorok alkalmazásával. Mint mondta: a LIDAR jelenlegi pontossága rosszabb, mint az a 10 pikoszekundum, amit az új eszköz képes produkálni. Ezzel a jármĹąvek nagyobb biztonsággal közlekedhetnek majd, hiszen a rendelkezésükre álló technológia is jóval megbízhatóbb lesz. 

A detektor a nukleáris biztonság területén is hasznosítható lehet, ebben az esetben a termikus neutronok detektálása a cél. Az eszköz révén nagyon pontosan lehet majd mérni a neutronokat, ezáltal pedig meghatározható, éppen hol tart és milyen minőségĹą a láncreakció. 

Ujvári Balázs arról is beszélt, hogy a CERN-nel való együttmĹąködésnek köszönhetően évente 60-100 Q1-es és D1-es publikációban jelenik meg a Debreceni Egyetem.