Przyznany Nobel z fizyki – wyróżniono eksperymentatorów
Badania we współczesnej fizyce można podzielić na dwie części: mamy fizyków-teoretyków oraz fizyków, którzy za pomocą eksperymentów próbują potwierdzić sformułowane teorie. Królewska Szwedzka Akademia Nauk wyróżniła tych drugich, a dokładniej trójkę naukowców: Anne L’Huillier, Ferenca Krausza oraz Pierre’ego Agostini za badania nad światłem.
Za co dokładnie wyróżniono trójkę badaczy? Jak przedstawili to przedstawiciele Królewskiej Szwedzkiej Akademii Nauk nagrodę przyznano za eksperymentalne metody, które generują attosekundowe impulsy światła w celu badania dynamiki elektronu w materii. Brzmi skomplikowanie i takie też jest. W końcu to Nobel, nagroda, której nie dostaje się łatwo.
W tym konkretnym przypadku sukces Pierre’a Agostini z Ohio State University, Ferenca Krausza z Max Planck Institute of Quantum Optics oraz Anne L’Huillier ze szwedzkiego Lund University polegał na tym, że naukowcy ujawnili światu jak za pomocą ultrakrótkich pulsów światła, mierzonych w attosekundach, można badać dynamikę materii na poziomie kwantowym.
Żeby wiedzieć o jak precyzyjnych impulsach i jak szybkich impulsach mówimy potrzebujemy pewnej analogii. W ciągu 1 nanosekundy (miliardowa część sekundy; z nanosekundami jesteśmy trochę „oswojeni”, przecież tymi jednostkami opisujemy procesy technologiczne współczesnych układów scalonych) światło przebywa drogę około 30 centymetrów. Jeszcze do niedawna uważano, że szczytem możliwości eksperymentalnej fizyki są pomiary obiektów za pomocą femtosekundowych impulsów. Dodam, że jedna femtosekunda to czas milion razy krótszy od nanosekundy, czyli jednej miliardowej sekundy. Trójka świeżo upieczonych noblistów z fizyki przesunęła tę granicę do poziomu attosekund, czyli miliardowych części nanosekund. To tak krótki czas, że foton, czyli najszybszy obiekt w znanym nam wszechświecie pokonuje w czasie 1 attosekundy dystans o długości zaledwie ok. 300 nanometrów!
Teraz możemy otworzyć drzwi do świata elektronów. Fizyka attosekundowa daje nam szansę na zrozumienie mechanizmów, którymi rządzą elektrony. Kolejnym krokiem będzie ich wykorzystanie – skomentowała wyróżnienie Eva Olsson, kierująca Komitetem Noblowskim z Fizyki.
Dokładność metody badawczej odkrytej przez laureatów Nagrody Nobla pozwala dosłownie „zajrzeć” do elektronów znajdujących się wewnątrz cząsteczek i atomów. Po co nam taka dokładność? Dzięki temu możemy badać bardzo szybkie procesy (np. takie jak ruch elektronów w atomach i cząsteczkach), których obserwowanie wcześniej nie było możliwe. Potencjał odkrycia? Bardzo szeroki. Elektrony kontrolują absolutnie każdą reakcję chemiczną. Możliwość ich śledzenia daje np. niedostępne wcześniej metody badawcze w diagnostyce medycznej, takie jak badanie niepożądanych zmian chorobowych na poziomie molekularnym, na poziomie pojedynczej komórki, z niespotykaną wcześniej dokładnością.
