Что происходит
- 3 октября 2023 года Нобелевский комитет сообщил, что франко-американский физик-экспериментатор Пьер Агостини, венгерский физик Ференц Крауз и франко-шведский профессор атомной физики Анн Л’Юилье стали лауреатами Нобелевской премии по физике за экспериментальные методы, которые «дали человечеству новые инструменты для исследования мира электронов внутри атомов и молекул».
- Ученые доказали, что есть способы, которые позволяют создать чрезвычайно короткие импульсы света. С их помощью можно измерять быстрые процессы, при которых электроны перемещаются или изменяют энергию.
- Анн Л’Юилье в 1987 году обнаружила, что если пропустить инфракрасный лазерный луч через благородный газ (тот, у которого при нормальных условиях нет вкуса, цвета и запаха и очень низкая химическая реактивность), то возникает множество обертонов света. Обертон света — это световая волна с заданным числом циклов для каждого цикла лазерного излучения. Эти волны дают некоторым электронам энергию, которая потом излучается в виде света.
- Пьер Агостини в 2001 году создал и исследовал серию последовательных световых импульсов, где длина каждого импульса составила всего 250 аттосекунд. Аттосекунда — это одна квинтиллионная доля секунды, или 1×10-18 секунды.
- Тогда же Ференц Крауз разработал способ, благодаря которому удалось выделить одиночный световой импульс продолжительностью 650 аттосекунд.
Что это значит
На уровне электронов события происходят чрезвычайно быстро — за несколько десятых долей аттосекунды. Нобелевские лауреаты в ходе своих экспериментов смогли создать настолько короткие импульсы света, что они измеряются в тех самых аттосекундах. С помощью этих импульсов можно получать изображения процессов внутри атомов и молекул.
«Теперь мы можем открыть дверь в мир электронов. Аттосекундная физика дает нам возможность понять механизмы, которыми управляют электроны. Следующим шагом будет их использование», — говорит Ева Олссон, председатель Нобелевского комитета по физике.
Предложенные учеными способы можно использовать в разных областях. Например, в медицинской диагностике аттосекундные импульсы помогут определять различные молекулы.
В 2022 году Нобелевскую премию по физике получили физики Ален Аспект, Джон Клаузер и Антон Цайлингер за «эксперименты с запутанными фотонами, установление нарушения неравенства Белла и новаторскую квантовую информатику». Они доказали, что квантовая теория верна, и смогли на расстоянии передать квантовое состояние от одной частицы к другой.