Минулого тижня були оголошені лауреати Нобелівської премії 2023 року з основних галузей. Постараюсь у цій та наступних колонках розібрати, за що саме їх дали та яку роль це відіграватиме у нашому житті. Почну з фізики, найближчої мені науки, пише Максим Карпаш у Репортері.
Цьогоріч Нобелівку з фізики присудили трьом вченим: П’єру Агостіні із Університету Огайо в США, Ференцу Краушу з Мюнхенського Університету Людвіга-Максиміліана в Німеччині та Анні Ль-Хуллієр з Університету Лунду – за їхню роботу з аттосекундами (це частка в 10-18 секунди).
Найбільша швидкість у Всесвіті – швидкість світла, 300 000 км за секунду. Здатність вимірювати такі маленькі проміжки часу дозволятиме «розглянути» рух фотонів (квантів світла) у такому собі «сповільненому» темпі.
Отже, спробуємо розібратись, за що саме дали премію.
Робота з лазерами надає науковцям інструменти огляду та, можливо, навіть маніпулювання електронами. А це може призвести до проривів в електроніці та хімії. Аттосекунди є найменшими проміжками часу, які здатне вимірювати людство – одна мільярдна частка однієї мільярдної частки секунди. Для порівняння – в одній секунді стільки аттосекунд, скільки секунд у всій історії нашого Всесвіту, якому 13,8 млрд років.
Читайте Максим Карпаш: У кого втома від війни?
Така точність потрібна, бо саме на таких швидкостях рухаються електрони. Наприклад, електронам треба 150 аттосекунд для повного оберту навколо ярда атома водню. Тобто, результати цьогорічних лауреатів Нобелівки з фізики дають ученим по всьому світу доступ до нового фундаментального процесу дослідження, який раніше був недоступний. Наприклад, шкільні підручники 1990-х і 2000-х років навіть не припускали такої можливості. А університетські містили лише теоретизовані припущення, далекі від цих можливостей.
Уся наша електроніка функціонує завдяки руху електронів, поточний рівень вимірювання часових інтервалів дорівнює наносекундам (10-9). Тож, якщо вдасться досягнути швидкості перемикання мікропроцесорів в аттосекундні проміжки, то швидкість оброблення інформації можна буде збільшити у мільярд разів.
Читайте Максим Карпаш: Популізм – як спосіб
Науковиця Анна Ль-Хуллієр першою відкрила інструмент доступу до світу аттосекунд. Вона пропускала світлові імпульси у неймовірно короткі проміжки часу й, за словами одного з її колег, «створила кінотеатр для електронів». Відтак у 2001 році команда П’єра Агостіні запустила імпульс тривалістю 250 аттосекунд. Група Ль-Хуллієр у 2003 досягла 170 аттосекунд. А у 2008 Ференц Крауш споловинив ці рекорди до 80 аттосекунд. Нині рекорд – 43 аттосекунди, і може дійти до кількох одиниць.
Технологія, за яку присудили Нобелівку з фізики у 2023 році, настільки нова, що тільки набуває обрисів. На сьогодні з її використанням вчені мають поки що можливість спостерігати електрони. Але попереду – керування ними, скерування їх у потрібному напрямку. Це може призвести до ще швидшої електроніки та прориву в хімії.
Вчені зможуть перевершувати «природні» чи радше традиційні можливості молекул. Так звана «аттохімія» здатна, наприклад, призвести до більш ефективних фотоелектричних сонячних комірок і панелей. А цього нам точно бракує.
Максим Карпаш, професор Університету Короля Данила
