Die Königlich Schwedische Akademie der Wissenschaften hat Pierre Agostini, Ferenc Krausz und Anne L’Huillier gemeinsam den Nobelpreis für Physik 2023 für ihre Arbeit zur Untersuchung von Elektronen mittels superkurzer Lichtblitze verliehen.
Die Auszeichnung wurde in Anerkennung ihrer „experimentellen Methoden zur Erzeugung von Attosekunden-Lichtimpulsen zur Untersuchung der Elektronendynamik in Materie“ verliehen.
Das Trio wurde mit einem Preisgeld von 11 Millionen schwedischen Kronen (1 Million US-Dollar) ausgezeichnet, das zwischen ihnen aufgeteilt wird.
Dies ist die zweite Bekanntgabe des Nobelpreises in dieser Woche, nachdem gestern Katalin Karikó und Drew Weissman für ihre Arbeit bei der Entwicklung von mRNA-Impfstoffen im Kampf gegen COVID-19 mit dem Nobelpreis für Physiologie oder Medizin ausgezeichnet wurden.
Der Nobelpreis für Chemie wird morgen bekannt gegeben, Literatur am Donnerstag und der Friedenspreis am Freitag – gefolgt vom Preis der Schwedischen Reichsbank für Wirtschaftswissenschaften zum Gedenken an Alfred Nobel am Montag.
Die Welt der Elektronen ist eine Welt, die sehr schnell ist und deren Veränderungen innerhalb weniger Zehntel einer Attosekunde stattfinden.
Dabei handelt es sich um eine so kurze Zeiteinheit, dass es in einer Sekunde so viele gibt, wie es Sekunden seit Beginn des Universums gegeben hat.
Durch ihre Arbeit haben Agostini (von der Ohio State University), Krausz (vom deutschen Max-Planck-Institut für Quantenoptik) und L’Huillier (von der schwedischen Universität Lund) die Erzeugung von Lichtimpulsen ermöglicht, die so kurz sind, dass sie in diesen fantastischen Größen gemessen werden können kleine Einheiten.
Diese „Attosekundenpulse“ erweisen sich somit als Möglichkeit, Bilder von Prozessen zu liefern, die in Atomen und Molekülen ablaufen.
Eva Olsson – die Vorsitzende des Nobelkomitees für Physik – sagte: „Wir können jetzt die Tür zur Welt der Elektronen öffnen.“
Die Attosekundenphysik bietet uns die Möglichkeit, Mechanismen zu verstehen, die von Elektronen gesteuert werden. Der nächste Schritt wird darin bestehen, sie zu nutzen.“
Den Grundstein dafür legte L’Huillier im Jahr 1987, als sie entdeckte, dass Infrarotlaserlicht, das durch ein Edelgas geleitet wurde, viele verschiedene Lichtobertöne erzeugte.
Die Königlich Schwedische Akademie der Wissenschaften sagte: „Jeder Oberton ist eine Lichtwelle mit einer bestimmten Anzahl von Zyklen für jeden Zyklus im Laserlicht.“
„Sie werden durch die Wechselwirkung des Laserlichts mit Atomen im Gas verursacht; Es gibt einigen Elektronen zusätzliche Energie, die dann als Licht emittiert wird.“
Im Jahr 2001 gelang es Agostini, eine Reihe aufeinanderfolgender Lichtimpulse zu erzeugen und zu untersuchen – von denen jeder nur 250 Attosekunden dauerte.
Gleichzeitig arbeitete Krausz an einem anderen Experiment, das es ihm ermöglichte, einen einzelnen Lichtimpuls zu isolieren, der 650 Attosekunden dauerte.
Der Physiker Professor Mete Atature von der Universität Cambridge kommentierte die Ankündigung wie folgt: „Es ist eine wunderbare Nachricht, dass die Nobelpreisträger für Physik im Jahr 2023 drei herausragende Wissenschaftler sind, die die jahrzehntelangen Bemühungen initiiert haben, zu verstehen, wie die Welt in der Welt funktioniert.“ kürzeste Zeitskala, die wir erreicht haben, die Attosekunde.
„Pierre Agostini, Ferenc Krausz und Anne L’Huillier haben dieses Feld in den letzten Jahrzehnten vorangetrieben und sind sehr würdige Preisträger.
„Die jahrzehntelange Suche nach kurzen, intensiven Impulsen hat es uns ermöglicht, zu sehen, wie sich Materie auf immer kürzeren Zeitskalen verhält. Sie dienen als unser Maßstab mit der höchsten Auflösung für die Funktionsweise der Welt, wenn man so will.
„Es hatte uns bereits das Konzept der Femtochemie gegeben, das 1999 mit dem Nobelpreis für Chemie für Professor Zewail ausgezeichnet wurde. Dank kurzer Impulse haben wir gelernt, wie sich Atome in Molekülen während einer chemischen Reaktion bewegen und miteinander interagieren.
„Der Preis 2023 würdigt die erstaunliche Leistung, eine mehr als tausendmal kürzere Zeitskala, die Attosekundenwelt, zu erreichen und ein völlig neues Fenster für die Beobachtung zu öffnen, wie sich einzelne Elektronen innerhalb der Materie bewegen, wobei ihre vollen quantenmechanischen Eigenschaften intakt bleiben.
„Es gibt verschiedene Anwendungen, aber es ist spannend, dass die Anerkennung auf der wissenschaftlichen Grundlagenforschung liegt.“
Die Nobelpreise werden jedes Jahr für „Beiträge verliehen, die der Menschheit in den Bereichen Physik, Chemie, Physiologie oder Medizin, Literatur und Frieden den größten Nutzen gebracht haben“. Sie gelten in der Regel als die prestigeträchtigsten Auszeichnungen in diesen Bereichen.
Die Preise wurden vom schwedischen Chemiker Alfred Nobel ins Leben gerufen, der bei seinem Tod im Jahr 1896 sein gesamtes „verbleibendes realisierbares Vermögen“ hinterließ, um die Preise ins Leben zu rufen. Die erste Auflage wurde 1901 verliehen.
Obwohl apokryphisch, heißt es, Nobel sei motiviert, die Preise zu schaffen, nachdem er kurz nach dem Tod von Alfreds Bruder Ludvig seinen wenig schmeichelhaften (und verfrühten) Nachruf gelesen hatte, der von einer französischen Zeitung irrtümlich veröffentlicht worden war.
Berichten zufolge soll der Nachruf ihn für seine Erfindung des Militärsprengstoffs verurteilt haben: „Le marchand de la mort est mort“ („Der Händler des Todes ist tot“) – und Nobel beschuldigt haben, reich geworden zu sein, indem er Wege gefunden habe, Menschen „schneller zu töten“. je zuvor”.
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