An diesem Dienstag verlieh die Königlich Schwedische Akademie der Wissenschaften den Nobelpreis für Physik 2023 an die französischen Physiker Anne L’Huillier und Pierre Agostini sowie an den Ungarn Ferenc Krausz, der für ein neues Werkzeug zur Erforschung der Welt der Elektronen in Atomen verantwortlich ist. Die Jury betonte, dass die drei Gewinner für eine neue Methode zur Erzeugung sehr kurzer Lichtwellen verantwortlich seien, die zur Messung von oder verwendet werden könne Fotos machen ein kurzer Prozess, bei dem sich Elektronen bewegen oder Energie ändern. Es handelt sich um Ereignisse, die innerhalb von Attosekunden, Millionstelsekunden, stattfinden: der kürzesten Zeitskala, die der Mensch erfasst hat. Anne L’HuillierProfessorin an der Universität Lund (Schweden) ist die fünfte Frau, die seit 1901 den Nobelpreis für Physik erhält. Die Auszeichnung ist mit 11 Millionen schwedischen Kronen, etwa 950.000 Euro, dotiert.

L’Huillier, vor 65 Jahren in Paris geboren, entdeckte 1987, dass verschiedene Lichtschattierungen auftraten, als er Infrarot-Laserlicht durch Edelgase schickte, ein Phänomen, das mit der Wechselwirkung des Lasers mit Gasatomen zusammenhängt, so die Schwedische Akademie. es ist eine Aussage. Der Laser liefert den Elektronen zusätzliche Energie und diese wird als Licht emittiert. L’Huillier beschreibt diesen Prozess detailliert und öffnet damit die Tür für weitere Fortschritte.

Pierre Agostini, Professor an der Ohio State University (USA), gelang es im Jahr 2001, eine Reihe aufeinanderfolgender Lichtimpulse zu erzeugen, die nur 250 Attosekunden dauerten. Parallel zu, Ferenc Krausz, vor 61 Jahren im ungarischen Mór geboren und derzeit Direktor des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik (in Garching, Deutschland), erreichte einen Lichtimpuls von 650 Attosekunden. „Die Beiträge der Gewinner ermöglichten es, einen Prozess zu untersuchen, der so schnell war, dass er bisher nicht verfolgt werden konnte“, heißt es in ihrer Stellungnahme der Akademie.

Physiker und Chemiker Ferdinand MartinProfessor an der Autonomen Universität Madrid, arbeitete 2010 mit Anne L’Huillier zusammen, um erstmals zu visualisieren wie sich Elektronen bewegen in einem Molekül. „Eine Attosekunde ist ein Millionstel einer Millionstelsekunde. Das sind 0,000000000000000001 Sekunden. Wenn die Erde ein Jahr braucht, um die Sonne zu umrunden, dann braucht ein Elektron 150 Attosekunden, um den Kern eines Wasserstoffatoms zu umrunden. Wenn Sie die Bewegung von Elektronen filmen möchten, benötigen Sie Belichtungszeiten im Attosekundenbereich, sonst sind die Ergebnisse unscharf. „Mit diesem Laser kann man Fotos machen und die Bewegung von Elektronen in Echtzeit sehen“, erklärt Martín, der auch wissenschaftlicher Leiter ist IMDEA Nanoscience Institutein Madrid.

Martín sagte, dass er im August im Auftrag der Königlich Schwedischen Akademie der Wissenschaften in die schwedische Stadt Bastad gereist sei, um den Akademikern die Anwendung dieser Werkzeuge zu erklären. „Ich wusste bereits, dass sie ihm den Nobelpreis verleihen würden. „Es hat so viel Spaß gemacht“, feierte er. Spanische Forscher betonen, dass diese Impulse es auch ermöglichen, die Bewegung von Elektronen und damit die Eigenschaften eines Materials zu verändern. Martins Team hat Hilfe erhalten von knapp 12 Millionen Euro Der Europäische Forschungsrat versucht, die Effizienz der Solarenergieumwandlung in Photovoltaikzellen mithilfe von Attosekundenpulsen zu steigern. Zwei aktuelle Nobelpreisträger, Anne L’Huillier und Ferenc Krausz, gewannen im vergangenen Februar den Frontiers of Knowledge Award der BBVA Foundation, nachdem sie von Martín selbst nominiert worden waren. Fronteras war für 25 Wissenschaftler ein Vorläufer des Nobelpreises.

Chemie Alicia Palacios, Präsident der Abteilung Atom- und Molekularphysik der Europäischen Physikalischen Gesellschaft, warnte, dass es sich hierbei um eine „junge experimentelle Technologie handele, die noch nicht bewiesen wurde“. Forscher sind vorsichtig. „Kann diese Technologie auf Materialien zugreifen, diese modifizieren oder sogar neue Möglichkeiten schaffen? Wird der Traum der Attochemie oder Attobiologie Wirklichkeit, indem die elektronischen Impulse chemischer Bindungen in Echtzeit modifiziert werden, um chemische Eigenschaften zu ändern oder biologische Prozesse auf bisher unzugängliche Mechanismen zu regulieren? fragte Palacios, ein Professor an der Universität. Die Autonome Gemeinschaft Madrid ist ebenfalls arbeitete mit der Nobelpreisträgerin Anne L’Huillier zusammen. „Wir hoffen, dass diese Auszeichnung, wenn möglich, einen größeren Anreiz für die Erforschung dieser vielversprechenden Anwendung darstellt“, sagte er.

Schwedische Physik Eva Olsson, Präsident des Nobelkomitees für Physik, applaudierte an diesem Dienstag den Gewinnern. „Jetzt können wir die Tür zur Welt der Elektronen öffnen. Die Attosekundenphysik bietet uns die Möglichkeit, die von Elektronen gesteuerten Mechanismen zu verstehen. Der nächste Schritt besteht darin, es zu nutzen“, sagte er. Die Schwedische Akademie hat potenzielle Anwendungen in Bereichen wie der Elektronik hervorgehoben, in denen es wichtig ist, das Verhalten von Elektronen zu steuern. Attosekundenpulse können auch zur Identifizierung verschiedener Moleküle eingesetzt werden, beispielsweise in der medizinischen Diagnostik.

Der Nobelpreis für Physik wurde von 1901 bis verliehen 219 Männer Und fünf Frauen: neben Anne L’Huillier aus Frankreich, Marie Curie aus Polen (1903), um Strahlung zu untersuchen; Maria Goeppert Mayer aus Deutschland (1963) für die Beschreibung des Atomkerns; Donna Strickland aus Kanada (2018) für eine neue Technik zur Erzeugung hochintensiver ultrakurzer Laserpulse; und der Amerikaner Andrea Ghez (2020) für die Entdeckung eines supermassereichen dichten Objekts im Zentrum unserer Galaxie.

Zeitschrift Physikweltherausgegeben vom British Institute of Physics, veröffentlicht vor ein paar Tagen zweisprachiges Spanisch unter den Nobel-Favoriten: Ignacio Cirac, Direktor des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik in Deutschland und Pionier des Quantencomputings; Und Pablo Jarillo Herreroein Professor am Massachusetts Institute of Technology (USA), der 2020 den Champion gewann Der renommierte Wolf-Preis nach der Entdeckung der Supraleitung in verdrilltem Doppelschicht-Graphen, einem Material, das eine Energierevolution verspricht.

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