2023 Nobel Fizik Ödülünü “Attosaniye Işık Atımları Üreten Yöntemi Geliştirenler” Kazandı

2023 Nobel Fizik Ödülünü, “Maddedeki elektron dinamiğinin incelenmesi amacıyla attosaniyelik ışık darbeleri üreten deneysel yöntemin geliştirilmesi” buluşlarıyla üç bilim insanına verildi. Pierre Agostini, Ferenc Krausz ve Anne L’Huillier prestijli ödülü ortaklaşa paylaşacaklar.

Pierre Agostini (Emekli Profesör)
Ohio Eyalet Üniversitesi, Columbus, ABD

Ferenc Krausz (Profösör, görevine devam ediyor)
Max Planck Kuantum Optik Enstitüsü, Garching ve Ludwig-Maximilians-Universität München, Almanya

Anne L’Huillier (Profösör, görevine devam ediyor. Nobel Fizik Ödülünü Alan 5. Kadın Bilim İnsanı)
Lund Üniversitesi, İsveç

Belirli bir fiziksel sistemde çok kısa süre içinde meydana gelen olaylar bize anlıkmış gibi gelir. Hâl bu ki belirli bir zamana yayılan süreçler ve o olayların perde arkası vardır. Gerçekten bu kadar kısa zamanda gerçekleşen olayları araştırmak istiyorsak çok özel bir teknolojiye ihtiyacımız olacaktır. Aksi hâlde aslında zamana yayılan süreçleri sanki anlıkmış gibi gözlemleriz. Elektronların atom ve moleküllerdeki hareket-etkileşimleri tahmin edemeyeceğiniz kadar hızlı ve bu süreçte o kadar fazla olay gerçekleşiyor ki…

Elektronların dünyasında, değişiklikler attosaniyenin onda birkaçı kadar bir sürede meydana gelir; bir attosaniye o kadar kısadır ki, bir saniyede evrenin yaklaşık 13,8 milyar yıl önceki doğumundan bu yana geçen saniyelerin sayısı kadar attosaniye vardır . Kısacası 1 attosaniye = 10^-18 saniyeye eşittir.

Çalışmaların Geçmişi

1987’de L’Huillier, kızılötesi lazer ışığını bir soy gaz aracılığıyla ilettiğinde ışığın birçok farklı tonunun ortaya çıktığını keşfetti. Her bir bireysel aşırı ton, lazer ışığındaki her döngü için belirli sayıda döngüye sahip olan bir ışık dalgasıdır. Harmoniler, lazer ışığının gazdaki atomlarla etkileşiminden kaynaklanır. Bazı elektronlara daha sonra ışık olarak yayılan ekstra bir enerji artışı sağlarlar. O günden bu yana geçen neredeyse kırk yıl boyunca L’Huillier, daha sonraki atılımların temelini oluşturan bu olguyu keşfetmeye devam etti.

2001 yılında Agostini bir dizi ardışık ışık darbesi üretti ve araştırdı. Bu deneyler sırasında her darbe yalnızca 250 attosaniye sürdü. Aynı zamanda Krausz başka türde bir deney üzerinde çalışıyordu. Deneyi, 650 attosaniye süren tek bir ışık atımının izole edilmesini mümkün kıldı. Bu çalışma, daha önce takip edilmesi imkansız olacak kadar hızlı olan fiziksel süreçlerin araştırılmasına olanak sağladı.

Nobel Ödülü Alan GeliştirilenYöntemin Basamakları

Bu çalışma, daha önce takip edilmesi imkânsız olacak kadar hızlı olan fiziksel süreçlerin araştırılmasına olanak sağladı. 

Nobel Fizik Komitesi Başkanı Eva Olsson, yaptığı açıklamada; “Artık elektron dünyasının kapısını aralayabiliriz. Attosaniye fiziği bize elektronlar tarafından yönetilen mekanizmaları anlama fırsatı veriyor. Bir sonraki adım bunları kullanmak olacak” dedi.

Bu çığır açıcı çalışmanın gelecekte elektronik ve tıp alanlarında bir çok potansiyel uygulamaları olacak. Attosaniye darbeleri yöntemi sayesinde; elektronikte elektronların bir malzemede nasıl davrandığını anlamak ve kontrol etmek, biyolojik sıvıların moleküler bileşimlerindeki değişimleri tespit edilmesi ve kimyasal reaksiyonların filmlerinin çekilmesine olanak sağlaması, kan örneklerinde hastalıkların moleküler izlerini tespit edebilen teşhis yöntemlerinin geliştirilebileceği düşünülüyor. Ayrıca bu çalışma; yüksek sıcaklıklarda süper iletkenlik sağlayan ve ışıktan verimli enerji elde edilmesini sağlayan etkilerin anlaşılmasına da olanak sağlayabilir.

Bilimdeki gelişmeler gerçekten heyecan verici, bir anahtar ile keşfedilmemiş bir çok gizemli kapıyı aralayabiliyorsunuz.