Нобелевскую премию по физике получили ученые, сумевшие заглянуть внутрь атома
Нобелевскую премию по физике за 2023 год разделят между собой Пьер Агостини (Университет Огайо, США), Ференц Крауз (Институт Макса Планка, Германия) и Анн Л’Юйе (Лундский университет, Швеция).
Профессор Л’Юйе стала лишь пятой по счету женщиной, удостоенной «Нобеля» по физике, за более чем 120 лет существования награды. И третьей женщиной-лауреатом — за последние пять лет.
Крауз и Агостини пополнили список из 220 лауреатов-мужчин.
Объявив имена победителей этого года, генеральный секретарь Нобелевского комитета пояснил, что высшей награды научного мира все трое удостоены за экспериментальную разработку технологии сверхкоротких лазерных импульсов, которая фактически позволяет ученым «заглянуть внутрь атома».
На сайте Нобелевского комитета можно узнать, что еще в 2001 году новоиспеченные лауреаты независимо друг от друга провели успешные эксперименты, заложившие основу целого нового научного направления - аттосекундной физики.
В этом разделе физика граничит с химией, изучая, как взаимодействуют друг с другом отдельные части атома.
Поняв, как взаимодействуют, например, электроны двух веществ, можно прицельно в нужный момент выбивать их с орбит, чтобы запускать необходимую химическую реакцию, получая в результате вещества с нужными свойствами.
Это уже вторая Нобелевская премия, врученная в этом году. Накануне награды в области медицины и физиологии были удостоены Каталин Карико из Венгрии и Дрю Вайсман из США — за открытия, которые позволили разработать новый тип вакцин (на основе РНК) и спасти миллионы жизней в ходе пандемии Covid-19.
Денежный эквивалент премии в этом году установлен на уровне 11 млн шведских крон, что почти равняется 1 млн долларов США.
Бесконечно короткая вспышка
Составляющие атом элементарные частицы движутся отнюдь не хаотично: их движения строго скоординированы между собой. Члены Нобелевского комитета даже по такому поводу сравнили атом с симфоническим оркестром под управлением дирижера.
Однако частицы эти настолько крохотные и движутся с такой невероятной скоростью, что разглядеть слаженную игру этого «оркестра» не в состоянии ни один даже самый мощный микроскоп.
Чтобы «увидеть» взаимодействие друг с другом, например, электронов (то есть зафиксировать изменение их состояния в ходе эксперимента), нужно «подсветить процесс» короткой вспышкой лазера. Настолько короткой, что измеряется она в аттосекундах (отсюда и название дисциплины).
Аттосекунда — это одна квинтиллионная (1: 1.000.000.000.000.000.000) доля секунды. Чтобы ее получить, нужно разделить секунду сначала на миллион частей, потом — еще на миллион, а потом — еще, уже в третий раз.
В таких микро-микро-микровеличинах (трижды разделив на миллион) приходится измерять процессы, происходящие с материей на уровне электронов.
Чтобы понять, насколько это маленькая величина, достаточно сказать, что в одной секунде их больше, чем истекло секунд с момента Большого взрыва.
Работая независимо друг от друга, Агостини, Крауз и Л’Юйе придумали два разных способа генерировать для этих целей сверхкороткие лазерные импульсы.
Сейчас, два десятилетия спустя, технология существенно эволюционировала, однако вся аттосекундная физика по-прежнему базируется на открытиях новоиспеченных лауреатов, подчеркнули в Нобелевском комитете.
Начиная с 1901 года Нобелевскую премию в области физики присуждали 116 раз, ее лауреатами стали 222 человека.
В прошлом году Нобелевскую премию по физике разделили француз Ален Аспет, американец Джон Клаузер и австриец Антон Цайлингер - ее присудили за исследования в области квантовой механики, экспериментально доказавшие, что даже великий Эйнштейн может ошибаться.
Лауреаты подарили миру прототип квантового компьютера, считающего в сотни раз быстрее самых мощных цифровых чипов, и позволяющего шифровать информацию так, что у привычных нам вычислительных устройств на подбор ключа уйдут тысячелетия.