Pierre Agostini, Ferenc Krausz i Anne L’Huillier laureatami Nagrody Nobla 2023

Królewska Szwedzka Akademia Nauk wyróżniła tegoroczną nagrodą Nobla w dziedzinie fizyki Francuza Pierre Agostiniego z uniwersytetu w Ohio w USA, Węgra Ferenca Krausza, pracującego na uniwersytecie w niemieckim Monachium oraz urodzoną we Francji Anne L’Huillier związaną z uniwersytetem w szwedzkim Lund.

Wyróżniono ich za metody doświadczalne, które z pomocą attosekundowych impulsów światła pozwalają badać dynamikę elektronów. Jak podkreśla akademia, troje laureatów dało ludzkości nowe narzędzia do badania zachowania elektronów w atomach i cząsteczkach.

Jak pisze w uzasadnieniu Królewska Szwedzka Akademia Nauk, Pierre Agostini, Ferenc Krausz i Anne L’Huillier pokazali, jak wytworzyć skrajnie krótkie impulsy światłą, by wykorzystać je do badania szybkich procesów, w wyniku których elektrony poruszają się lub zmieniają energię. Tak szybkie procesy normalnie zlewają się w naszych oczach jak klatki filmu. By je obserwować, potrzebujemy wyjątkowych technologii. W skali elektronów zmiany następują w ciągu dziesiątych części attosekundy. Jak sobie wyobrazić taki czas? Attosekunda jest tak krótka, że w jednej sekundzie jest ich mniej więcej tyle, ile sekund... w całych dziejach Wszechświata. Laureaci opracowali metody wytwarzania impulsów światłą tak krótkich, że ich długość można porównać do attosekund. To umożliwiło obrazowanie procesów w tej skali czasowej, która umożliwia śledzenie procesów zachodzących we wnętrzu atomów i cząsteczek.

Wyróżnione odkrycie miało swój początek w 1987 roku, kiedy Anne L’Huillier odkryła szereg efektów towarzyszących transmisji światłą lasera w podczerwieni przez gaz szlachetny. Oddziaływanie światła z atomami gazu powodowało przechodzenie niektórych elektronów na wyższy poziom energetyczny, po którym następowała emisja światła. W 2001 roku Pierre Agostini zdołał wytworzyć i badać serie impulsów światła, z których każdy trwał około 250 attosekund. Mniej więcej w tym samym czasie Ferenc Krausz, pracując przy innym rodzaju eksperymentu zdołał izolować pojedynczy błysk, trwający około 650 attosekund. Trzeba przy tym pamiętać, że elektron obiega jądro atomu w czasie około 150 attosekund.

Te prace otworzyły drzwi do badań świata elektronów, pozwoliły na prowadzenie eksperymentów z procesami, których wcześniej nie dało się śledzić. To po raz pierwszy dało szanse zrozumienia mechanizmów, które tymi procesami rządzą i być może w przyszłości, także ich praktycznego wykorzystania. Wśród dziedzin, które wykorzystają attofizykę wymienia się choćby elektronikę, gdzie pomoże w kontroli zachowania elektronów w różnych materiałach, czy diagnostykę medyczną do identyfikacji różnych cząsteczek.

Urodzona we Francji Anne L'Huillier pracuje na uniwersytecie w szwedzkim Lund od 1992 roku. Telefon z informacją o przyznaniu jej nagrody zadzwonił, kiedy miała wykład. Dopiero podczas przerwy L'Huillier oddzwoniła pod numer z wyświetlacza i okazało się, że jest to numer Komitetu Noblowskiego. 

Jest ona piątą kobietą, która dostała Nobla z fizyki. Pierwszą była Maria Skłodowska-Curie, która wraz z mężem Piotrem zostali laureatami nagrody Nobla w dziedzinie fizyki dokładnie 120 lat temu.

Oglądaj ogłoszenie laureatów:

W 2022 roku Szwedzka Królewska Akademia Nauk uhonorowała trzech naukowców. Nagrodą podzielili się Alain Aspect z Francji, John Clauser z USA i Anton Zeilinger z Austrii - naukowcy zajmujących się mechaniką kwantową.

Jutro poznamy laureata Nagrody Nobla z chemii, natomiast w czwartek sekretarz Akademii Szwedzkiej ogłosi laureata literackiej Nagrody Nobla.

W piątek uwaga świata przeniesie się do Oslo, gdzie Norweski Komitet Noblowski przyzna Pokojową Nagrodę Nobla.