Nobelovo nagrajenko s klicem zmotili med predavanjem
Kraljeva švedska akademija znanosti je razglasila letošnje Nobelove nagrajence za fiziko. Dobili so jo: francoski znanstvenik Pierre Agostini, madžarsko-avstrijski znanstvenik Ferenc Krausz in francosko-švedska znanstvenica Anne L'Huillier »za eksperimentalne metode, ki ustvarjajo atosekundne impulze svetlobe za preučevanje dinamike elektronov v snovi«.
Ena atosekunda je 10-18 sekunde ali milijardinka milijardinke sekunde. Tako majhno časovno dimenzijo si je nemogoče predstavljati. Kot so spomnili pri švedski akademiji, ena atosekunda predstavlja krajši del ene sekunde, kot je ena sekunda v primerjavi s starostjo vesolja (13,8 milijarde let). V tako kratkem času lahko opazujemo, kako potekajo spremembe v atomih, kako nastajajo kemijske vezi in s tem lahko bolje razumemo kemijske reakcije.
Trije Nobelovi nagrajenci za fiziko 2023 so prejeli priznanje za svoje eksperimente, ki so človeštvu dali nova orodja za raziskovanje sveta elektronov znotraj atomov in molekul. Pierre Agostini z državne univerze Ohio v Columbusu, Ferenc Krausz, vodja raziskav na Inštitutu Maxa Plancka za kvantno optiko v Garchingu pri Münchnu, in Anne L'Huillier s švedske Univerze v Lundu so pokazali način za ustvarjanje izjemno kratkih svetlobnih impulzov, ki se lahko uporabljajo za merjenje hitrih procesov, v katerih se elektroni premikajo ali spreminjajo energijo, so sporočili.
»Če hočemo raziskati res kratke dogodke, potrebujemo posebno tehnologijo. V svetu elektronov se spremembe zgodijo v nekaj desetinkah atosekunde – atosekunda je tako kratka, da jih je v eni sekundi toliko, kot je bilo sekund od rojstva vesolja,« so zapisali v sporočilu za javnost.
Poskusi nagrajencev so proizvedli tako kratke svetlobne impulze, da se merijo v atosekundah, kar dokazuje, da se ti impulzi lahko uporabljajo za zagotavljanje slik procesov znotraj atomov in molekul. Prispevki nagrajencev so omogočili raziskovanje procesov, ki so tako hitri, da jim prej ni bilo mogoče slediti.
»Zdaj lahko odpremo vrata v svet elektronov. Atosekundna fizika nam daje priložnost razumeti mehanizme, ki jih upravljajo elektroni. Naslednji korak bo njihova uporaba,« pravi Eva Olsson, predsednica Nobelovega odbora za fiziko. Možne uporabe so na številnih različnih področjih. V elektroniki je na primer pomembno razumeti in nadzorovati, kako se elektroni obnašajo v materialu. Atosekundne impulze je mogoče uporabiti tudi za identifikacijo različnih molekul, na primer v medicinski diagnostiki.
Zasluženo
Ta nagrada je zelo zaslužena, saj so odkrili nove metode raziskav na tej časovni skali, je poudaril vodja odseka za kompleksne snovi na Institutu Jožef Stefan prof. dr. Dragan Mihailović. »To bi primerjal z razvojem novega mikroskopa ali teleskopa, ki nam omogočata pogled v majhne ali velike dimenzije. Njihovo delo pa nam je prineslo orodja za raziskave v zelo kratki dimenziji časa.«
Njihov odsek ima že dolgoletne izkušnje na tem področju. »Ne uporabljamo atosekundnih sunkov, ker za naše raziskave niso potrebne, dovolj so že nekoliko daljši pulzi, za tri rede velikosti daljši, to so femtosekunde (10-15). Nas zanimajo superprevodniki ali pa urejanje elektronov v kristalih, za kar je femtosekundna skala dovolj kratka. Začenja pa mlajši kolega dr. Igor Vaskivskyi projekt, v katerem bodo raziskave tekle tudi v atosekundah.«
Kot je še poudaril Mihailović, je doprinos letošnjih Nobelovih nagrajencev za fiziko predvsem v napredku v laserski tehniki. »Tematika je povezana z raziskavami gibanja elektronov v različnih snoveh, vključno z molekulami v času kemijskih reakcij in podobno. To gibanje je izjemno hitro, in če hočemo razumeti in izmeriti oziroma dobiti predstavo, kako se procesi dogajajo, potem moramo imeti neko orodje, kamero, ki bo to zaznala. Ker so ti časi zelo kratki, pa je treba uporabiti tehnologijo, ki je sposobna na tej časovni skali meriti dogajanje, torej gibanje elektronov. Z razvojem zelo kratkih laserskih sunkov, katerih dolžina je nekaj atosekund, smo dobili orodje, da lahko pomerimo gibanje elektronov.«
Čeprav so atosekunde res izjemno kratke, pa bi si raziskovalci želeli orodij še na krajši časovni skali. »Vedno, ko imamo novo orodje, odkrivamo nove pojave,« je poudaril prof. dr. Dragan Mihailović.
Ganjena nagrajenka
Anna L'Huillier, rojena leta 1958 v Parizu, zdaj pa živi in dela na Švedskem, na univerzi v Lundu, je povedala, da so jo z novico ujeli med predavanjem. »Učila sem. Med odmorom sem opazila več neodgovorjenih klicev. Zadnje pol ure predavanja sem zelo težko oddelala,« je povedala in dodala, da ji je predajanje znanja mladim zelo pomembno. Poudarila je, da je zelo ganjena, da so ji podelili Nobelovo nagrado. »Zelo veliko mi pomeni. To je fantastična novica. Kot veste, je le malo žensk, ki so dobile to nagrado, tako da je res posebno.«
Francozinja je namreč šele peta ženska, ki so ji podelili Nobelovo nagrado za fiziko. Preostale štiri ženske so še: Marie Curie, ki je nagrado leta 1903 prejela za raziskave sevanja, Maria Goeppert-Mayer leta 1963 za atomsko strukturo, Donna Strickland leta 2018 za raziskave na področju laserske fizike in Andrea Ghez leta 2020 za odkritja na področju supermasivnih črnih lukenj. Skupaj je Nobelovo nagrado za fiziko prejelo 224 oseb.
Krausz, rojen leta 1962 v mestu Mór na Madžarskem, je v odzivu za nemško tiskovno agencijo dpa povedal, da je bil nad novico o nagradi zelo presenečen, saj je ni pričakoval. Pojasnil je, da mu je skupaj s številnimi drugimi znanstveniki uspelo »v realnem času slediti najhitrejšim procesom, ki obstajajo zunaj atomskega jedra, namreč gibanju elektronov«.
»Ta gibanja sprožijo vse molekularne procese v živih organizmih in so navsezadnje odgovorna za razvoj bolezni na najbolj temeljni ravni,« je dejal novopečeni nobelovec.
V pogovoru za spletni portal Nobelih nagrad je dejal, da ne ve, ali sanja ali je res. »Pripravljal sem se na dan odprtih vrat, saj je bilo načrtovano, da bom imel nekaj predavanj. Zdaj pa ne vem, če se bo izšlo,« se je nasmehnil. Dodal je, da je ob novici najprej pomislil na sodelavce, ki so skozi njegovo kariero sodelovali pri raziskavah in se jim ob tem zahvaljuje za vso pomoč.
Krausz je drugi Madžar, ki je v tem tednu prejel Nobelovo nagrado. Katalin Kariko jo je včeraj prejela za medicino. »Osebno je ne poznam, poznam pa njeno delo in njeno zgodbo. Občudujem njeno delo in tudi njeno osebnost, ko je vztrajala tudi, ko nihče drug ni verjel v njene raziskave. Nikoli ni obupala. To sporočilo je skoraj tako pomembno kot samo njeno delo,« je poudaril Krausz.
Kvantna prepletenost
Lani so Nobelovo nagrado za to področje prejeli Alain Aspect, John Clauser in Anton Zeilinger, ki so v praksi dokazali zakonitosti o kvantni mehaniki. V poskusih sta prva dva potrdila, da če dva prepletena delca svetlobe pošlješ v dve različni smeri, bo meritev lastnosti enega že določala tudi lastnosti drugega, Anton Zeilinger pa je izvedel kvantno teleportacijo.
Jutri sledi razglasitev nagrade za kemijo, v četrtek za literaturo, v petek pa za mir. V ponedeljek bodo razglasili še nagrajence za ekonomijo. Nobelova nagrada je letos vredna 11 milijonov švedskih kron, kar znaša 952.000 evrov. Podelitev nagrad bo 10. decembra.
Včeraj so podelili nagrado za medicino in fiziologijo, prejela sta jo Katalin Kariko in Drew Weissman za razvoj tehnologije mRNK.
