Premiul Nobel pentru Fizică 2023, câștigat de trei savanți care au folosit lumina pentru a studia dinamica electronilor în materie

Premiul Nobel pentru Fizică 2023 a fost câștigat de Pierre Agostini, Ferenc Krausz și Anne L’Huillier, a anunțat miercuri Academia Suedeză de Științe.

Premiul a fost acordat „pentru metode experimentale care generează impulsuri de lumină de atosecunde pentru studiul dinamicii electronilor în materie”.

„Cei trei laureați ai Premiului Nobel pentru Fizică 2023 sunt recunoscuți pentru experimentele lor, care au oferit omenirii noi instrumente pentru explorarea lumii electronilor din interiorul atomilor și moleculelor. Pierre Agostini, Ferenc Krausz și Anne L’Huillier au demonstrat o modalitate de a crea impulsuri luminoase extrem de scurte, care pot fi folosite pentru a măsura procesele rapide în care electronii se deplasează sau își schimbă energia”, se arată pe site-ul premiilor Nobel.

Ce a spus Academia Suedeză de Științe

Evenimentele în mișcare rapidă se contopesc unele cu altele atunci când sunt percepute de oameni, la fel cum un film format din imagini fixe este perceput ca o mișcare continuă. Dacă dorim să investigăm evenimente foarte scurte, avem nevoie de o tehnologie specială.

În lumea electronilor, schimbările au loc în câteva zecimi de atosecundă – o atosecundă este atât de scurtă încât într-o secundă sunt tot atâtea câte secunde au existat de la nașterea universului.

Experimentele laureaților au produs impulsuri de lumină atât de scurte încât sunt măsurate în atosecunde, demonstrând astfel că aceste impulsuri pot fi folosite pentru a oferi imagini ale proceselor din interiorul atomilor și moleculelor.

În 1987, Anne L’Huillier a descoperit că, atunci când a transmis lumină laser în infraroșu printr-un gaz nobil, au apărut mai multe tonuri diferite de lumină. Fiecare este o undă luminoasă cu un anumit număr de cicluri pentru fiecare ciclu al luminii laser.

Acestea sunt cauzate de lumina laser care interacționează cu atomii din gaz; aceasta conferă unor electroni un plus de energie care este apoi emisă sub formă de lumină. Anne L’Huillier a continuat să exploreze acest fenomen, punând bazele unor descoperiri ulterioare.

În 2001, Pierre Agostini a reușit să producă și să analizeze o serie de impulsuri luminoase consecutive, în care fiecare impuls a durat doar 250 de atosecunde.

În același timp, Ferenc Krausz lucra cu un alt tip de experiment, care a făcut posibilă izolarea unui singur impuls luminos care a durat 650 de atosecunde.

Contribuțiile laureaților au permis investigarea unor procese atât de rapide încât, până acum, erau imposibil de urmărit.

„Acum putem deschide ușa către lumea electronilor. Fizica atosecundelor ne oferă posibilitatea de a înțelege mecanismele care sunt guvernate de electroni. Următorul pas va fi utilizarea acestora”, a declarat Eva Olsson, președintele Comitetului Nobel pentru Fizică.

Există aplicații potențiale în multe domenii diferite. În electronică, de exemplu, este important să se înțeleagă și să se controleze modul în care se comportă electronii într-un material. Impulsurile de atosecunde pot fi, de asemenea, utilizate pentru a identifica diferite molecule, cum ar fi în diagnosticarea medicală.

Citește și Premiul Nobel pentru Medicină 2023 a fost câștigat de Katalin Kariko și Drew Weissman pentru vaccinurile ARN mesager contra Covid-19

Nobelul pentru Fizică în cifre

Din 1901, au fost acordate 116 premii Nobel pentru fizică. Premiul nu a fost acordat de șase ori: în 1916, 1931, 1934, 1940, 1941 și 1942.

De ce nu au fost acordate premiile pentru medicină în acei ani? În statutul Fundației Nobel se spune: „Dacă niciuna dintre lucrările luate în considerare nu se dovedește a fi de importanța indicată în primul paragraf, premiul în bani va fi rezervat până în anul următor. Dacă, și în acest caz, premiul nu poate fi acordat, suma va fi adăugată la fondurile limitate ale fundației.” În timpul Primului și celui de-al Doilea Război Mondial, au fost acordate mai puține premii Nobel.

Premiile Nobel pentru fizică, împărțite și neîmpărțite:

47 de premii în fizică au fost acordate unui singur laureat.
32 de premii în fizică au fost împărțite de doi laureați.
37 de premii în fizică au fost împărțite între trei laureați.

De ce se întâmplă acest lucru? În statutul Fundației Nobel se spune: „Suma unui premiu poate fi împărțită în mod egal între două lucrări, fiecare dintre acestea fiind considerată ca meritând un premiu. În cazul în care o lucrare care este recompensată a fost realizată de două sau trei persoane, premiul le este acordat în comun”. În niciun caz suma unui premiu nu poate fi împărțită între mai mult de trei persoane.”

John Bardeen a luat de două ori premiul

Premiul Nobel pentru Fizică a fost acordat unui număr de 222 de laureați între 1901-2022. Având în vedere că a fost premiat de două ori, există 221 de persoane care au primit Premiul Nobel pentru Fizică din 1901 încoace.

John Bardeen este singura persoană care a primit Premiul Nobel pentru Fizică de două ori, anul 1956 și 1972 . Marie Curie a primit Premiul Nobel de două ori, o dată în fizică în 1903 și o dată în chimie în 1911.

Până în prezent, cel mai tânăr laureat al Premiului Nobel pentru fizică este Lawrence Bragg, care avea 25 de ani când a primit Premiul Nobel împreună cu tatăl său, în 1915.

Cel mai în vârstă laureat al premiului Nobel pentru fizică de până acum este Arthur Ashkin, care avea 96 de ani când a primit premiul Nobel în 2018.

Dintre cele 221 de persoane recompensate cu Premiul Nobel pentru Fizică, patru sunt femei:

1903 – Marie Curie (distinsă și cu Premiul Nobel pentru chimie în 1911.)
1963 – Maria Goeppert-Mayer
2018 – Donna Strickland
2020 – Andrea Ghez

Familii de laureați Nobel în Fizică:

Soții Marie Curie și Pierre Curie au primit Premiul Nobel pentru Fizică în 1903. Marie Curie a fost distinsă a doua oară cu Premiul Nobel în 1911, de data aceasta primind Premiul Nobel pentru Chimie. (Una dintre fiicele lui Marie și Pierre Curie, Irène Joliot-Curie , a primit Premiul Nobel pentru Chimie în 1935, împreună cu soțul ei, Frédéric Joliot).

Tatăl și fiu: (Toți au primit Premiul Nobel pentru Fizică.)