Угнаться за электроном: как лазерные импульсы помогли получить Нобелевскую премию
В 2023 году Нобелевскую премию по физике получили ученые, благодаря которым мы можем проследить за движением электронов в атоме. Сверхкороткие лазерные импульсы позволяют изучать процессы, которые настолько же короче секунды, насколько секунда короче возраста Вселенной, рассказывает научный обозреватель Forbes Анатолий Глянцев
Нобелевской премии по физике удостоены ученые Пьер Агостини, Ференц Краус и Ан Люйе. Премия присуждена им «за экспериментальные методы генерации аттосекундных импульсов излучения для изучения динамики электронов в веществе». За сухой формулировкой скрывается прорыв в мир самых быстрых процессов, за которыми когда-либо наблюдал человек. Следующий шаг — научиться их использовать.
Агостини и Люйе родились во Франции. Агостини сейчас работает в США, Люйе — в Швеции. Краус родился в Венгрии, сейчас работает в Германии.
Наперегонки с электроном
Видели ли вы когда-нибудь, как комар машет крыльями? Наверняка нет. Вы видели только, что комар летает, и что у него есть крылья. Но отдельный взмах различить невозможно. Ведь крыло мелкого кровососа делает сотни взмахов в секунду, а человеческий глаз так быстро не работает. Энтомологу, который всерьез заинтересуется аэродинамикой насекомого, потребуется скоростная фотокамера.
Может быть, комариный полет и не самый интересный объект исследования. А как насчет атомов и молекул? Понимание физики вещества — ключ к новым материалам и технологиям. Если физические исследования вчерашнего дня дали нам микропроцессоры, лазеры и композиты, что же могут принести завтрашние?
Проблема в том, что частицы вещества движутся куда быстрее комариных крыльев. Электрон в атоме водорода обходит ядро за 150 аттосекунд. Одна аттосекунда равна 10-18 секунды, или миллиардной доле от миллиардной доли. В секунде примерно столько же аттосекунд, сколько секунд прошло с момента Большого взрыва.