Нобелівську премію з фізики 2023 року отримали науковці П'єр Агостіні, Ференц Крауш та Енн Л’Юільє, повідомляють у Фонді Нобеля.

Їх нагородили за "експериментальні методи, які генерують аттосекундні імпульси світла для вивчення динаміки електронів у матерії". 

П'єр Агостіні (Університет Огайо, США), Ференц Крауш (Інститут фізики імені Макса Планка, Німеччина) та Енн Л’Юільє (Лундський університет, Швеція) показали спосіб створення надзвичайно коротких імпульсів світла, які можна використовувати для вимірювання швидких процесів, під час яких електрони рухаються або змінюють енергію. 

Енн Л’Юільє стала п’ятою жінкою, яка отримала Нобелівську премію з фізики. 

У чому полягає відкриття?

Рухи в електронах настільки швидкі, що вимірюються аттосекундами.

Аттосекунда – це одиниця виміру часу, що є однією квінтильйонною частиною секунди, тобто 0,000000000000000001 секунди.

"Аттосекундні імпульси дають змогу виміряти час, який потрібен електрону, щоб відтягнутися від атома, і дослідити, як цей час залежить від того, наскільки міцно електрон зв’язаний з ядром атома. Можна реконструювати, як коливається розподіл електронів з боку в бік або від місця до місця в молекулах і матеріалах; раніше їх положення можна було виміряти лише як середнє", – розповідають у Фонді. 

Енн Л'Юільє своє дослідження почала у 1987 році. Вона виявила, що при проходженні лазерного світла через інертний газ виникають різні обертони світла.

"Кожен обертон – це світлова хвиля з певною кількістю циклів для кожного циклу в лазерному світлі. Вони виникають внаслідок взаємодії лазерного світла з атомами в газі. Це дає деяким електронам додаткову енергію, яка потім випромінюється у вигляді світла", – пояснюють у Фонді Нобеля.

Саме це дослідження заклало основу для подальших відкриттів.

У 2001 році П'єр Агостіні створив та дослідив серію послідовних світлових імпульсів, у яких кожен імпульс тривав лише 250 аттосекунд.

Ференц Крауш зробив інший експеримент, під час якого вдалося виділити один світловий імпульс тривалістю 650 аттосекунд.

Користь від відкриття

Аттосекундні імпульси можна використовувати для вивчення внутрішніх процесів матерії, зокрема руху електронів.

Відкриття лауреатів потенційно можна застосовувати у різних галузях, зокрема у радіоелектроніці та медичному діагностуванні.  

"Наприклад, аттосекундні імпульси можна використовувати для штовхання молекул, які випромінюють вимірюваний сигнал. Сигнал від молекул має особливу структуру, тип відбитка пальця, який показує, що це за молекула", – зазначають у Фонді. 

Нагадаємо, лауреатами Нобелівської премії з медицини у 2023 році стали вчені, дослідження яких сприяло розробці ефективних мРНК-вакцин проти COVID-19.