Nobel z fizyki przyznany! Za stworzenie ultrakrótkich błysków światła

Nagroda przypadła w udziale trójce naukowców, których podobizny możecie zobaczyć powyżej na oficjalnych portretach opublikowanych przez Szwedzką Akademię Nauk. Są nimi (w kolejności jak na ilustracji, od lewej) Pierre Agostini, amerykańsko-francuski profesor fizyki na Uniwersytecie Stanowym Ohio, Ferenc Krausz, który jest dyrektorem Instytutu Optyki Kwantowej Maxa Plancka i profesorem fizyki eksperymentalnej na Uniwersytecie Ludwiga Maximiliana w Monachium w Niemczech, oraz francuska fizyczka Anne L'Huillier profesor fizyki atomowej na Uniwersytecie Lund w Szwecji.

Jak możemy przeczytać w oświadczeniu, trójka fizyków "zademonstrowała sposób na tworzenie niezwykle krótkich impulsów światła, które można wykorzystać do pomiaru ultraszybkich procesów, w których elektrony poruszają się lub zmieniają energię". Jednocześnie Szwedzka Akademia Nauk wyraziła swoje uznanie wobec naukowców za "danie ludzkości nowych narzędzi do badania świata elektronów wewnątrz atomów i cząsteczek".

Tak naprawdę chodzi o to, że naukowcy będący laureatami tegorocznej Nagrody Nobla z fizyki znaleźli sposób na zrobienie zdjęć, które mają niezwykle krótki czas naświetlania. Na czym to polega? Wyobraźcie sobie, że stoicie przy torze wyścigowym Formuły 1 i próbujecie zrobić ostre zdjęcie przemykających obok bolidów. W tym celu migawka aparatu musi być otwarta przez jak najkrótszy czas, inaczej zdjęcie wyjdzie nieostre, rozmazane i zamiast wyraźnie widocznych samochodów wyścigowych będzie na nim widać jedynie smugi.

Jednocześnie musielibyście (przyjmijmy tak na potrzeby tego artykułu) zadbać o odpowiednią lampę błyskową, po to, by nawet przez bardzo krótki moment, kiedy migawka będzie otwarta, na matrycę (a kiedyś na kliszę) padło wystarczająco dużo światła, by zdjęcie było wystarczająco naświetlone.

Więcej o najnowszych osiągnięciach nauki przeczytasz na Spider's Web:

Teraz wyobraźcie sobie, że chcecie zrobić zdjęcie elektronom, które (w uproszczeniu) poruszają się z taką prędkością, i są w jednym miejscu tak krótko, że przysłowiowe mgnienie oka to cała wieczność.
Czas naświetlania, jaki zastosowali laureaci Nagrody Nobla z 2023 r., mierzony jest w attosekundach. Jedna attosekunda to jedna trylionowa część sekundy, i odpowiada ona okresowi, jaki zajmuje fotonowi przebycie dystansu wynoszącego dwanaście średnic atomu wodoru.

Jeszcze inaczej można przedstawić attosekundę jako 0,000000000000000001 sekundy (osiemnaście miejsc po przecinku). By uchwycić cokolwiek w tak ekstremalnie krótkim czasie, trzeba wygenerować odpowiednio krótki błysk światła. I właśnie za stworzenie takiej ultraszybkiej lampy błyskowej do robienia zdjęć elektronom.

Przemawiając na konferencji prasowej, jedna z laureatek Anne L’Huillier powiedziała, że właśnie prowadziła wykład, kiedy odebrała telefon z informacją, że otrzymała Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki: