Nobelovu cenu za fyziku má trojice vědců za využití laserů ke studiu elektronů

Švédská královská akademie věd udělila letošní Nobelovu cenu za fyziku „za experimentální metody generování attosekundových světelných pulzů pro studium dynamiky elektronů ve hmotě“, a to trojici vědců ve složení Anne L’Huillierová, Pierre Agostini a Ferenc Krausz.

Jak uvedl stálý tajemník Královské akademie věd ve Stockholmu Hans Ellegren, trojice byla oceněna za experimenty, které lidstvu poskytly nové nástroje k prozkoumání světa elektronů uvnitř atomů a molekul.

„Pierre Agostini, Ferenc Krausz a Anne L’Huillierová ukázali způsob vytváření extrémně krátkých pulzů světla, které lze použít k měření rychlých procesů, při nichž se elektrony pohybují nebo mění svou energii,“ doplnil Ellegren.

V tiskové zprávě, kterou Nobelův výbor vydal, se píše, že rychle se pohybující elektrony se spojují dohromady podobně, jako se v lidském mozku rozpohybují statická políčka, z nichž se skládá film. „Pokud chceme zkoumat opravdu krátké události, potřebujeme speciální technologii. Ve světě elektronů dochází ke změnám během několika desetin attosekundy – attosekunda je tak krátká, že jich je za jednu sekundu tolik, kolik bylo sekund od vzniku vesmíru,“ píše se ve zprávě.

Experimenty laureátů vytvořily pulzy světla tak krátké, že jsou měřeny v attosekundách, což dokazuje, že tyto pulzy lze použít k získání obrazů procesů uvnitř atomů a molekul.

Anne L’Huillierová objevila už v roce 1987, že při průchodu infračerveného laserového světla skrze atomy vzácných plynů vzniká mnoho různých přetónů světla. Každý přetón je světelná vlna s určitým počtem cyklů na každý cyklus laserového světla. Vznikají v důsledku interakce laserového světla s atomy v plynu a dodávají některým elektronům dodatečnou energii, která je pak vyzařována jako světlo.

Jak píše Nobelův výbor, Anne L’Huillierová v dalších desetiletích pokračovala ve zkoumání tohoto fenoménu, a položila tím základy pro další průlomy.

Pierre Agostini dokázal v roce 2001 vyprodukovat a prozkoumat sérii následných světelných pulzů, přičemž každý pulz trval pouze 250 attosekund.

Současně Ferenc Krausz pracoval na jiném typu experimentu, který umožnil izolovat jediný světelný pulz trvající 650 attosekund.

Tyto objevy vedly k tomu, že je dnes možné zkoumat procesy, které bylo dříve nemožné sledovat.

„Teď můžeme otevřít dveře do světa elektronů. Fyzika attosekund nám dává možnost porozumět mechanismům řízeným elektrony. Dalším krokem bude jejich využití,“ uvedla Eva Olssonová, předsedkyně Nobelovy komise pro fyziku.