Új fogalmat tanulhatunk: ez az attoszekundumos tudomány. Az idei fizikai Nobel-díjat kiérdemlő Pierre Agostini, Krausz Ferenc és Anne L'Huillier az indoklás szerint az attoszekundumos fényimpulzusok előállításának kísérleti módszeréért kapta az elismerést, vagyis azért, hogy az elektronok dinamikáját tanulmányozni lehessen az anyagban.
A Svéd Királyi Tudományos Akadémia bizottságának hosszabb – és a nagyközönség számára jobban érthető – magyarázata szerint a három díjazott azokért a kísérleteikért kapták az elismerést, amelyekkel új eszközöket adtak az emberiség kezébe, hogy az elektronokat tanulmányozni lehessen az atomokban és a molekulákban. Bemutatták a módszert, hogyan lehet olyan extrém rövid időtartamú fényimpulzusokat előállítani, amelyekkel az elektronok mozgásának vagy energiaváltozásának gyors folyamatait mérni lehet.
– A felfedezések segítségével az elektronok nagyon gyors mozgását lehet vizsgálni rendkívül nagy időfelbontásban (vagyis nagyon szűk idősávban) az atomokon és a molekulákon belül – magyarázta lapunknak Dombi Péter, a Wigner Fizikai Kutatóközpont csoportvezetője. Az ő doktori dolgozatának témavezetője épp Krausz Ferenc volt a Bécsi Egyetemen. – Az elektronok ezekben a rendszerekben tipikusan olyan időskálán mozognak – fogalmazott Dombi Péter –, ami a másodperc milliárdod részének a milliárdodrésze, vagyis attoszekundumos gyorsasággal. Az ilyen gyors folyamatok vizsgálatára jelenleg egyetlen eszköz létezik a világon: az úgynevezett femtoszekundumos (vagyis az említettnél csak kicsivel hosszabb mérési idejű) lézerek és az azzal keltett másodlagos fényforrások. Krausz Ferenc azzal járult hozzá a tudományághoz, hogy az 1990-es években elsőként fejlesztette ki a Bécsi Egyetemen ezt a lézeres eszközt, amivel minden korábbinál rövidebb fényfelvillanásokat lehetett létrehozni – mondta a fizikus.
Krausz Ferenc a fejlesztéseket azután alapkutatási kérdések kiderítésére használta fel, például arra, hogy mi történik ilyen rövid idő alatt az elektronokkal. Ő és más szakemberek végül ezeket a kérdéseket meg tudták válaszolni.
Pierre Agostininek 1979-ben és 2001-ben is volt egy-egy alapvető, úttörő jelentőségű tudományos felismerésről beszámoló tanulmánya ezen a területen, Anne L'Huillier pedig az 1980-as években végzett alapkísérleteket a témában (ők szintén kutatnak azóta is), Krausz Ferenc pedig a legelső attoszekundumos kísérleteket végezte el a világon, a kétezres évek legelején
– magyarázta Dombi Péter.
Mór, Budapest, Bécs, München
Krausz Ferenc 1962-ben született Móron, 1985-ben párhuzamosan szerzett villamosmérnöki oklevelet a Műegyetemen és fizikusi diplomát az ELTE TTK-n. Kutatómunkáját a BME Fizikai Intézetében kezdte Bakos József irányítása alatt a lézerfizika területén. Doktori fokozatát már a Bécsi Műszaki Egyetemen szerezte 1991-ben, ahol később docensként majd professzorként is dolgozott. 2003-ban a németországi Garchingban található Max Planck Kvantumoptikai Intézet igazgatójává nevezték ki, emellett 2004 óta a müncheni Lajos-Miksa Egyetem Kísérleti Fizika Tanszékének vezetője. 2022-ben megkapta a Wolf-díjat, amit a Nobel-díj előszobájának tekintenek.
Pierre Agostini 1961-ben diplomázott a franciaországi Aix-Marseille Egyetemen, ahol 1968-ban doktorált. Az attoszekundum tudományának egyik megalapítója, 2005 óta az Ohiói Állami Egyetem fizika professzora. Anne L'Huillier 1958-ban született Franciaországban, jelenleg a svédországi Lund Egyetem atomfizika professzora. 2003-ban csoportjával megdöntötte a világrekordot egy 170 attoszekundumos lézerfelvillanással.
– Úgy lehet ezt elképzelni, mint egy gyorsfényképezési eljárást. A nagyon gyors lézeres fényfelvillanásokkal a különböző anyagokban az elektronok mozgását láthatóvá tudják tenni. A tudósok az elektronok energiaváltozásait is mérik, amiből vissza lehet következtetni azok atomokon vagy molekulákon belüli mozgására. Ez fontos lehet olyan kémiai reakciók lefolyásának ismeretéhez, amelyeket fénnyel gerjesztenek – tette hozzá a szakértő. Emlékeztetett, hogy Krausz Ferenc tavaly kapta meg a Wolf-díjat, amit a Nobel-díj előszobájának tekintenek, és már nyolc-tíz éve az esélyesek között volt, de az attoszekundumos tudományterület mára jutott el arra a szintre, hogy Krausz Ferenc, aki ennek az egyik létrehozója volt, kiérdemelte az elismerést.
Krausz Ferenc azt hitte, álmodik, már koccintott a fizikai Nobel-díjáraMit csinált Krausz Ferenc, az elektronok lesifotósa?Krausz Ferenc ötven éve megszerette a fizikaórákat, most pedig Nobel-díjat nyertA Wigner Fizikai Kutatóközpont csoportvezetője szerint a díj odaítélésénél az is számít, hogy a terület jövőbeli lehetőségei nagyon szélesek. Krausz Ferenc most azon dolgozik, hogy vérmintákból lézer segítségével különböző stádiumú rákbetegségeket diagnosztizáljon – tette hozzá Dombi Péter.
– Megérdemelten kapta meg a díjat, a munkája kimagasló értékű és színvonalú: a nagyon gyors lézerimpulzusok területén végzett alapvető kutatásai fontos eredményeket hoztak a lézertechnológiában. Emellett a szegedi lézeres kutatóintézet, az ELI-ALPS kialakításában is nagy szerepet játszott – nyilatkozta lapunknak Krausz Ferenc díjazása után Lovász László. Az MTA korábbi elnöke szerint ez nagy öröm még akkor is, ha Krausz Ferenc és a hétfői orvosi Nobel-díjas Karikó Katalin is külföldön dolgozik, hiszen így is hozzájárulnak a magyar tudomány nemzetközi hírnevének gyarapításához.
– Két tehetséges magyar emberről beszélünk, aki itt nőtt fel, itt tanult, itt alakult ki az érdeklődése a tudomány iránt, ez a magyar tudomány sikere is
– vélekedett Lovász László. Arra a kérdésre, hogy a két kutató akkor is elérhetett volna-e hasonló eredményeket, ha Magyarországon maradnak, úgy válaszolt: ezt nehéz megmondani, de nem tartja kizártnak.
Karikó Katalin az első Nobel-díjas magyar nőFelfoghatatlanul rövid idő
Az attoszekundum rövidségének érzékeltetésére a Nobel-díj bizottság magyarázó írásában a következő példát hozza: egy másodperc alatt egyet ver a szívünk, ennyi idő alatt annyi attoszekundum telik el, mint ahányat annak az embernek a szíve vert volna, aki az ősrobbanással egy időben született. Egy attoszekundum 1/1 000 000 000 000 000 000 (18 nulla) másodperc, egy femtoszekundum 1/1 000 000 000 000 000 (15 nulla) másodperc.