„Pierre'o Agostini, Ferenco Krauszo ir Anne L'Huillier darbo metodai
leido mokslininkams užfiksuoti neįmanomu greičiu judančių subatominių dalelių
judesius.
Nobelio fizikos premija antradienį įteikta Pierre'ui Agostini, Ferencui
Krauszui ir Anne L'Huillier už metodus, kurie apšviečia subatominę elektronų
sritį, suteikiančią naują perspektyvą į anksčiau netyrinėtą sritį.
Elektronai juda milžinišku 43 mylių per sekundę greičiu. Dėl tokio
greičio jų jau seniai neįmanoma tirti. Nauji eksperimentiniai metodai,
kuriuos sukūrė trys mokslininkai-laureatai, naudoja trumpus šviesos impulsus,
kad užfiksuotų elektrono judėjimą vienu momentu.
Pagalvokite apie didžiausiu greičiu besisukantį ventiliatorių: kiekviena
mentė yra neryški. Bet jei nukreipsite blykstės lemputę į ventiliatorių,
kiekviena blykstė apšvies sustingusią akimirką. Kai blyksniai trumpėja,
atskleidžiama daugiau informacijos apie ventiliatorių.
Norėdami ištirti elektronų judėjimą, mokslininkai turėjo naudoti šviesos
impulsus, kurie trunka tik atosekundžių skalėje; attosekundė yra viena
kvintilijonoji sekundės dalis. Pasak Švedijos karališkosios mokslų akademijos,
skiriančios Nobelio premijas, atosekundžių skaičius per vieną sekundę yra toks
pat, kaip ir visų sekundžių, praėjusių nuo Visatos sprogimo prieš 13,8
milijardo metų, skaičius.
Nobelio fizikos komiteto pirmininkė Eva Olsson antradienį spaudos
konferencijoje sakė, kad attosekundinis mokslas „leidžia mums spręsti esminius
klausimus“, matuojant santykinę elektronų padėtį atome.
Kas yra nugalėtojai?
82 metų Pierre'as Agostini yra Ohajo valstijos universiteto profesorius
emeritas. Jis įgijo išsilavinimą Prancūzijoje.
61 metų Ferencas Krauszas yra Maxo Plancko kvantinės optikos instituto
Vokietijoje direktorius ir Miuncheno Ludwigo Maximiliano universiteto
eksperimentinės fizikos profesorius. Jis gimė Vengrijoje.
65 metų Anne L'Huillier yra Lundo universiteto Švedijoje profesorė. Ji
gimė Paryžiuje.
Dr. L'Huillier yra penktoji moteris, laimėjusi fizikos prizą. Paskutinė
moteris, pripažinta šioje kategorijoje, buvo astrofizikė Andrea Ghez 2020 m.
Kodėl komisija pasakė, kad jie gavo prizą?
1987 m. daktarė L'Huillier padėjo pagrindus tyrimams elektronų
lygmeniu, tyrinėdamas intensyvaus lazerio švytėjimo per tauriąsias dujas –
bekvapes, bespalves, vieno atomo dujas, turinčias mažą cheminį reaktyvumą,
poveikį. Ji atrado, kad lazeris suaktyvino dujas, todėl jos skleis šviesą
specialiais dažniais.
Šviesa yra elektromagnetinė banga, kuriai būdingi keteros ir kritimai,
kurių atstumai yra susiję su jos dažniu. Šios bangos sąveikauja viena su kita,
kai jos keliauja, tampa intensyvesnės, kai keteros susiduria viena su kita, ir
panaikina viena kitą, kai ketera sutampa su kritimu. Dr. L'Huillier darbas
atskleidė, kad šios bangos gali tinkamai išsirikiuoti, kad būtų sukurti trumpi
šviesos impulsai, kuriuos būtų galima panaudoti elektronams tirti.
Tačiau mokslininkai nebuvo tikri, kaip sujungti šias bangas ar išmatuoti
tokius trumpus impulsus iki 2001 m., kai daktaras Agostini sėkmingai
pademonstravo metodą, leidžiantį sukurti 250 atosekundžių trukmės šviesos
impulsų seriją. Nepriklausomai, daktaras Krauszas naudojo kitą techniką, kad
sukurtų vieną šviesos impulsą, trunkantį 650 atosekundžių. Vėlesnė pažanga
leido pasiekti net kelių dešimčių atosekundžių impulsus šiandien.
Mokslininkai gali naudoti šią subatominę „strobo šviesą“, kad padarytų
momentinę atomų veikimo nuotrauką. Poveikis nesukels tikrų vaizdų, bet atskleis
informaciją apie santykines elektronų padėtis aplink atomą arba molekulėse ir
kiek laiko reikia juos atitraukti nuo branduolio, su kuriuo jie yra susieti. Atosekundinė
fizika taip pat leis mokslininkams išmatuoti elektronų, išsiskiriančių iš
medžiagos, laiką, kai ją apšviečia šviesa. Albertas Einšteinas 1921 m. gavo
Nobelio fizikos premiją už šio reiškinio, žinomo, kaip fotoelektrinis efektas,
teorijos sukūrimą.
Prisijungimas prie itin greito elektronų judėjimo pasaulio taip pat gali
lemti pažangą grandinių, vaistų projektavimo ir baterijų gamybai naudojamų
medžiagų, taip pat neinvazinių diagnostikos priemonių medicinoje.
Louis DiMauro, Ohajo valstijos universiteto fizikas, daktaro L'Huillier
darbą apibūdino, kaip "elegantiškų eksperimentų ir puikios teorijos"
rinkinį, padėjusį elektronų judesio fiksavimo potencialą. Dr. Agostini ir Dr.
Krausz tada laikėsi sudėtingo recepto, kad ši dešimtmečius trukusi svajonė
taptų revoliucine realybe, sakė jis.
Šis atradimas atskleidžia fizines sistemas, kurios atsiranda per trumpą
laiką, ir suteikia fizikams „naują įrankį mikroskopiniam pasauliui sutramdyti“,
Ignacio Cirac, Maxo Plancko kvantinės optikos instituto teorinis fizikas ir
daktaro Krauszo kolega. , rašė el. laiške.
Šie „stroboskopiniai elektronų vaizdai” Makso Planko sudėtingų sistemų fizikos
instituto direktoriaus Jan-Michael Rost teigimu, kaip šokėjai klube,
„sužadino tyrėjų kūrybiškumą“ visame pasaulyje.
„Per visą istoriją fizika
tobulėjo kiekvieną kartą, kai darome kvantinį tikslumo šuolį“, – sakė daktaras
DiMauro. "Šiuo atveju kvantinis šuolis buvo šuolis į atosekundės laiko
sritį."
Ką apie prizą kalbėjo laureatai?
Pasak Nobelio fondo, daktarė L'Huillier per paskaitą, kurią dėstė, buvo
pertraukoje, kai suskambo jos telefonas. Ji priėmė skambutį kampe ir sužinojo
naujienas.
„Labai džiaugiuosi gavusi šį prizą“, – sakė ji. "Tai
neįtikėtina."
Tada naujoji laureatė vėl pradėjo dėstyti, nors „paskutinį mano
paskaitos pusvalandį buvo šiek tiek sunku atlikti darbą“, – per paskelbimo ceremoniją
sakė dr. L'Huillier.
„Kaip žinote, nėra tiek daug moterų, kurios gauna šį prizą“, – pridūrė
ji. – "Taigi tai labai, labai ypatinga."
Daktaras Krauszas namuose ruošė fizikos paskaitas, kai sulaukė
skambučio. „Tiesiog nebuvau tikras, ar sapnuoju, ar tai realybė“, – sakė jis.
Pirmosios mintys buvo susijusios su daugybe draugų ir bendradarbių, kurie
„tiesiogiai ar netiesiogiai prisidėjo prie to“, – sakė jis.
Nobelio fondas negalėjo susisiekti su Pierre'u Agostini, kuris pranešimo
metu buvo Paryžiuje. Daktaras Agostini apie laimėjimą sužinojo iš jo dukters,
kuri paskambino ir paklausė, ar ši žinia yra tiesa. „Maniau, kad tai kažkokia
klaida, bet taip nėra“, – sakė jis ir pridūrė, kad pirmasis jo polinkis buvo
slėptis nuo naujai įgytos šlovės.
„Kodėl jie nusprendė apdovanoti tokio pobūdžio tyrimus dabar, yra tarsi
paslaptis“, – sakė daktaras Agostini, prieš daugiau, nei 20 metų vadovavęs
eksperimentams, po kurių buvo gauta premija. Tačiau, pridūrė jis, „geriau
vėliau, nei niekada“ [1]
Komentarų nėra:
Rašyti komentarą