L’Accademia reale svedese delle scienze ha deciso di assegnare il Premio Nobel per la Fisica 2023 a Pierre Agostini (Ohio University, USA), Ferenc Krausz (Max Planck Institut, Monaco di Baviera) e Anne L’Huillier (Università di Lund, Svezia), “per i metodi sperimentali che generano impulsi di luce ad attosecondi per lo studio della dinamica degli elettroni nella materia“. Riconoscimento dunque per l’invenzione degli attosecondi, i segnali più brevi mai creati dall’uomo e che promettono di aprire la via a una nuova era dell’elettronica.
I 3 Premi Nobel per la Fisica 2023 sono stati assegnati “per i loro esperimenti, che hanno dato all’umanità nuovi strumenti per esplorare il mondo degli elettroni all’interno di atomi e molecole. Pierre Agostini, Ferenc Krausz e Anne L’Huillier hanno dimostrato un modo per creare impulsi di luce estremamente brevi che possono essere utilizzati per misurare i rapidi processi in cui gli elettroni si muovono o cambiano energia,” è stato spiegato in una nota.
L’annuncio è stato dato come da tradizione al Karolinska Institutet di Stoccolma in Svezia, e trasmesso in diretta via Internet e social network. Il valore del premio sale quest’anno a 11 milioni di corone svedesi (era di 10 milioni negli ultimi anni), al cambio odierno circa 950mila euro.
Ieri è stato annunciato il Premio per la Fisiologia e la Medicina, Domani sarà il turno del premio per la Chimica, giovedì di quello per la Letteratura, venerdì di quello per la Pace e lunedì 9 ottobre del vincitore del premio per l’Economia. I vincitori sono invitati a ricevere il premio durante una cerimonia che si tiene il 10 dicembre.
Nobel per la Fisica, premiati studi su elettroni e fasci di luce
Gli eventi in rapido movimento confluiscono l’uno nell’altro quando vengono percepiti dagli esseri umani, proprio come un film composto da immagini fisse viene percepito come un movimento continuo. Se vogliamo indagare su eventi davvero brevi, abbiamo bisogno di una tecnologia speciale. Nel mondo degli elettroni, i cambiamenti avvengono in pochi decimi di attosecondo: un attosecondo è così breve che in un secondo ce ne sono tanti quanti sono stati i secondi dalla nascita dell’universo.
Gli esperimenti dei vincitori hanno prodotto impulsi di luce così brevi da essere misurati in attosecondi, dimostrando così che questi impulsi possono essere utilizzati per fornire immagini di processi all’interno di atomi e molecole.
Nel 1987, Anne L’Huillier ha scoperto che molte diverse sfumature di luce si formavano quando trasmetteva luce laser infrarossa attraverso un gas nobile. Ogni sfumatura è un’onda luminosa con un dato numero di cicli per ciascun ciclo nella luce laser. Sono causati dalla luce laser che interagisce con gli atomi nel gas; fornisce ad alcuni elettroni energia extra che viene poi emessa come luce. Anne L’Huillier ha continuato a esplorare questo fenomeno, gettando le basi per le scoperte successive.
Nel 2001 Pierre Agostini è riuscito a produrre e studiare una serie di impulsi luminosi consecutivi, in cui ciascun impulso durava appena 250 attosecondi. Allo stesso tempo, Ferenc Krausz stava lavorando ad un altro tipo di esperimento, che ha permesso di isolare un singolo impulso luminoso della durata di 650 attosecondi.
I contributi dei vincitori hanno consentito di indagare processi così rapidi che prima erano impossibili da seguire.
“Ora possiamo aprire la porta al mondo degli elettroni. La fisica degli attosecondi ci offre l’opportunità di comprendere i meccanismi governati dagli elettroni. Il prossimo passo sarà utilizzarli,” ha spiegato Eva Olsson, presidente del Comitato per il Nobel per la Fisica.
Esistono potenziali applicazioni in molti settori diversi. In elettronica, ad esempio, è importante comprendere e controllare il comportamento degli elettroni in un materiale. Gli impulsi di attosecondi possono essere utilizzati anche per identificare diverse molecole, ad esempio nella diagnostica medica.
