أعلنت الأكاديمية الملكية السويدية للعلوم اليوم أن بيير أغوستيني وفيرينك كروس وآن لولييه فازوا بجائزة نوبل في الفيزياء لعام 2023 عن “الطرق التجريبية التي تولد نبضات ضوئية تبلغ الأتو ثانية لدراسة ديناميكيات الإلكترون في المادة”.
يشار إلى أن بيير أغوستيني من جامعة ولاية أوهايو في كولومبوس بالولايات المتحدة الأمريكية، وفيرينك كروسز من معهد ماكس بلانك للبصريات الكمومية، وجارشينج ولودفيج ماكسيميليانز من جامعة ميونيخ بألمانيا، وآن لولييه من جامعة لوند بالسويد.
لجنة جائزة نوبل في الفيزياء 2023
قالت لجنة جائزة نوبل في الفيزياء لعام 2023 إن العلماء الثلاثة الفائزين بجائزة نوبل في الفيزياء لعام 2023 حصلوا عليها لتجاربهم التي أعطت البشرية أدوات جديدة لاستكشاف عالم الإلكترونات داخل الذرات والجزيئات. لقد أظهر بيير أغوستيني وفيرينك كراوس وآن لولييه طريقة لإنشاء نبضات ضوئية قصيرة للغاية يمكن استخدامها لقياس العمليات السريعة. حيث تتحرك الإلكترونات أو تغير الطاقة.
فالأحداث السريعة الحركة تتدفق إلى بعضها البعض عندما يدركها الإنسان، كما يُنظر إلى الفيلم المتكون من صور ثابتة على أنه حركة مستمرة. إذا أردنا التحقيق في أحداث قصيرة جدًا، فنحن بحاجة إلى تكنولوجيا خاصة. في عالم الإلكترونات، تحدث التغيرات في بضعة أعشار الأتو ثانية – الأتو ثانية قصيرة جدًا لدرجة أن عدد التغييرات في الثانية يعادل عدد الثواني التي مرت منذ ولادة الكون.
أنتجت تجارب الفائزين نبضات ضوئية قصيرة جدًا بحيث تم قياسها بالأتوثانية، مما يدل على أنه يمكن استخدام هذه النبضات لتوفير صور للعمليات داخل الذرات والجزيئات.
ثلاثة علماء يفوزون بجائزة نوبل في الفيزياء لعام 2023
في عام 1987، اكتشفت آن لولييه أن العديد من المعاني المختلفة للضوء قد تم إنشاؤها عندما أرسلت ضوء الليزر تحت الأحمر عبر غاز خامل. كل نغمة عبارة عن موجة ضوئية لها عدد معين من الدورات لكل دورة في ضوء الليزر. وهي ناجمة عن تفاعل ضوء الليزر مع الذرات الموجودة في الغاز. فهو يعطي بعض الإلكترونات طاقة إضافية، والتي تنبعث بعد ذلك على شكل ضوء. واصلت آن لولييه استكشاف هذه الظاهرة، مما مهد الطريق لتحقيق اختراقات لاحقة.
وفي عام 2001، نجح بيير أغوستيني في إنتاج ودراسة سلسلة من النبضات الضوئية المتعاقبة، مدة كل نبضة 250 أتوثانية فقط. في الوقت نفسه، كان فيرينك كراوس يعمل على نوع آخر من التجارب، تجربة مكنت من عزل نبضة ضوئية واحدة تدوم 650 أتوثانية.
لقد مكنت مساهمات الفائزين من التحقيق في العمليات التي كانت في السابق سريعة للغاية وكان من المستحيل متابعتها.
“يمكننا الآن أن نفتح الباب أمام عالم الإلكترونات. تمنحنا فيزياء الأتوثانية الفرصة لفهم الآليات التي تحكمها الإلكترونات. وتقول إيفا أولسون، رئيسة لجنة نوبل للفيزياء: «الخطوة التالية ستكون الاستفادة منها».
هناك تطبيقات محتملة في العديد من المجالات المختلفة. في مجال الإلكترونيات، على سبيل المثال، من المهم فهم كيفية تصرف الإلكترونات الموجودة في المادة والتحكم فيها. يمكن أيضًا استخدام نبضات الأتو ثانية لتحديد الجزيئات المختلفة، كما هو الحال في التشخيص الطبي.
