Nobelovou cenou za fyziku oceněni vědci zkoumající elektrony v záblescích světla
3. 10. 2023 – 12:05 | Příroda | Nedd | Diskuze:
Trojice vědců, která otevřela dveře do světa elektronů a jejíž výzkum umožnil zkoumat jevy tak rychlé, že je dříve nebylo možné sledovat, si odnáší letošní Nobelovu cenu za fyziku.
Pierre Agostini, Ferenc Krausz a Anne L'Huillierová získali Nobelovu cenu za fyziku pro rok 2023 za „experimentální metody, které vytvářejí attosekundové světelné pulsy pro studium dynamiky elektronů ve hmotě“. Verdikt oznámila v úterý ve Stockholmu Královská švédská akademie věd.
BREAKING NEWS
— The Nobel Prize (@NobelPrize) October 3, 2023
The Royal Swedish Academy of Sciences has decided to award the 2023 #NobelPrize in Physics to Pierre Agostini, Ferenc Krausz and Anne L’Huillier “for experimental methods that generate attosecond pulses of light for the study of electron dynamics in matter.” pic.twitter.com/6sPjl1FFzv
Ve zprávě výboru, publikované na webu Nobelových cen, se píše, že tito tři fyzikové „ukázali způsob, jak vytvořit extrémně krátké světelné pulsy, které se dají použít k měření rychlých procesů, při nichž se elektrony pohybují nebo mění energii“, což „dalo lidstvu nové nástroje pro zkoumání světa elektronů uvnitř atomů a molekul“.
„Příspěvky laureátů umožňují zkoumat jevy, které jsou tak rychlé, že je dříve nebylo možné sledovat,“ upozorňuje výbor.
Attosekunda, ve kterých se měří pulsy, je jedna triliontina (1krát 10⁻¹⁸) sekundy. Poměřováno sekundou attosekunda je k ní téměř ve stejném poměru jako sekunda vůči době trvání celého vesmíru – přesněji jako sekunda vůči 31,71 miliardy let.
Výzkum oceněných fyziků přispěl k tomu, že pohyb na úrovni elementárních částic je možné pozorovat jako ve zpomaleném záběru.
Electrons’ movements in atoms and molecules are so rapid that they are measured in attoseconds. An attosecond is to one second as one second is to the age of the universe.#NobelPrize pic.twitter.com/5Bg9iSX5eM
— The Nobel Prize (@NobelPrize) October 3, 2023
Výbor o tom ve své zprávě píše: „Rychle se měnící události se při lidském vnímání prolínají, stejně jako film, který se skládá ze statických obrazů, je vnímán jako nepřetržitý pohyb... Laureáti svým výzkumem pomohli vytvořit tak krátké světelné pulzy, že se dají využít k zobrazení procesů uvnitř atomů a molekul.“
Otevřeli dveře do světa elektronů
Francouzsko-americký vědec Pierre Agostini působí na Státní univerzitě Ohio, Rakušan maďarského původu Ferenc Krausz je ředitelem Institutu Maxe Plancka pro kvantovou optiku v německém Garchingu a Francouzka Anne L’Huillierová žijící ve Švédsku přednáší na Lundské univerzitě.
Objevy zmíněné trojice mají široké využití. Umožní například usměrňovat elektrony v materiálu, což by mimo jiné dovolilo bleskově přepnout izolant na vodič a naopak. Attosekundové pulzy bude možné použít také k rozeznání různých molekul v medicínské diagnostice. A pokud bychom laserové pulsy využili k měření času, vzniklo by zařízení výrazně přesnější než současné atomové hodiny.
Elektron je subatomární částice se záporným elektrickým nábojem. Elektrony tvoří obal atomu kolem atomového jádra a nesou náboj při vedení elektrického proudu v kovech, polovodičích a v elektrických výbojích v plynech i ve vakuu.
„Tito vědci nám otevřeli dveře do světa elektronů. Attosekundová fyzika nám dává možnost porozumět mechanismům, kterými se řídí elektrony,“ řekla při představení držitelů ceny Eva Olssonová, předsedkyně Nobelova výboru pro fyziku.
2023 physics laureate Pierre Agostini succeeded in producing and investigating a series of consecutive light pulses, in which each pulse lasted just 250 attoseconds. At the same time, his 2023 co-laureate Ferenc Krausz was working with another type of experiment, one that made it… pic.twitter.com/pEFAM0ErNP
— The Nobel Prize (@NobelPrize) October 3, 2023
Začalo to Röntgenem
Nobelovu cenu za fyziku uděluje od roku 1901, kdy ji dostal Wilhelm Conrad Röntgen za objev záření pojmenovaného jeho jménem, Královská švédská akademie věd. Loni získali ocenění získali Francouz Alain Aspect, Američan John Clauser a Rakušan Anton Zeilinger za experimenty s provázanými fotony.
Cenu může v jednom roce získat několik lidí, nejvýš ale tři.
Týden Nobelových cen otevřela v pondělí Cena za fyziologii a lékařství, kterou získali Katalin Karikó a Drew Weissman za objevy, které umožnily vývoj mRNA vakcín proti covidu. Ve středu vyhlásí švédští akademici cenu za chemii, ve čtvrtek za literaturu a v pátek za mír. Příští týden pondělí se dozvíme jméno laureáta Nobelovy pamětní ceny za ekonomii, kterou uděluje Švédská národní banka a která nepatří mezi ocenění zmíněné ve vynálezcově závěti.
Nobelovy ceny budou tradičně předány 10. prosince, v den výročí úmrtí švédského vědce a zakladatele ocenění Alfreda Nobela. Jejich držitelé dostanou medaile, diplom a 11 milionů švédských korun, což podle aktuálního kurzu odpovídá necelým 24 milionům českých korun.