Νόμπελ Φυσικής 2023: Απονέμεται σε τρεις επιστήμονες για την εξερεύνηση του «κόσμου των ηλεκτρονίων»
Η πειραματική μελέτη της κίνησης των ηλεκτρονίων ήταν ένα από τα όρια που δεν μπορούσε να ξεπεράσει η επιστήμη της Φυσικής, επειδή κινούνται με υπερβολικά μεγάλη ταχύτητα, 70 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο.
Οι τρεις επιστήμονες που βραβεύτηκαν χθες με το Νόμπελ Φυσικής ανέπτυξαν μια μέθοδο με την οποία η κίνηση των ηλεκτρονίων «αποτυπώνεται» με τη χρήση παλμών φωτός laser, που διαρκούν ένα δισεκατομμυριοστό του δισεκατομμυριοστού του δευτερολέπτου.
Η έρευνα του Γάλλου Πιερ Αγκοστινί, του Ούγγρου Φέρεντς Κράους και της Γαλλίδας Αν Λουιγιέ, ανοίγει τον δρόμο για πρόοδο στον σχεδιασμό ηλεκτρονικών κυκλωμάτων, στην ανάπτυξη φαρμάκων και στα υλικά για μπαταρίες
Στον ταχύτατο κόσμο των ηλεκτρονίων
Τα ηλεκτρόνια κινούνται με 70 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο, ταχύτητα η οποία καθιστούσε αδύνατη τη μελέτη τους. Οι νέες πειραματικές τεχνικές που ανέπτυξαν οι τρεις επιστήμονες που τιμήθηκαν με το Νόμπελ Φυσικής χτες, χρησιμοποιούν στιγμιαίους παλμούς φωτός για να καταγράψουν την κίνηση ενός ηλεκτρονίου σε μια συγκεκριμένη χρονική στιγμή.
Σκεφτείτε έναν περιστρεφόμενο ανεμιστήρα στην υψηλότερη ταχύτητά του: Κάθε λεπίδα είναι μια θαμπή γραμμή. Αλλά αν ρίξετε ένα στροβοσκοπικό φως στον ανεμιστήρα, κάθε λάμψη του θα φωτίζει μια «παγωμένη» στιγμή. Καθώς οι λάμψεις μικραίνουν, αποκαλύπτονται περισσότερες πληροφορίες για τον ανεμιστήρα.
Για να μελετήσουν την κίνηση των ηλεκτρονίων, οι τρεις επιστήμονες χρειάστηκε να χρησιμοποιήσουν παλμούς φωτός που διαρκούν ένα αττοδευτερόλεπτο. Ένα αττοδευτερόλεπτο είναι ένα δεκαοκτάκις εκατομμυριοστό του δευτερολέπτου. Ο αριθμός των αττοδευτερόλεπτων σε ένα δευτερόλεπτο είναι ίσος με τον αριθμό όλων των δευτερολέπτων που έχουν περάσει αφότου δημιουργήθηκε το σύμπαν, πριν από 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια.
Η Eva Olsson, πρόεδρος της Επιτροπής Νόμπελ για τη Φυσική, δήλωσε σε συνέντευξη Τύπου χτες ότι η επιστήμη αττοδευτερολέπτων «επιτρέπει να αντιμετωπίσουμε θεμελιώδη ερωτήματα», όπως η χρονική κλίμακα του φωτοηλεκτρικού φαινομένου, η απελευθέρωση ηλεκτρονίων από ένα υλικό όταν πέφτει πάνω του φως. Ο Άλμπερτ Αϊνστάιν έλαβε το βραβείο Νόμπελ Φυσικής του 1921 για την ανακάλυψη αυτού του φαινομένου.
Η πρόσβαση στον εξαιρετικά ταχύ κόσμο της κίνησης των ηλεκτρονίων μπορεί να οδηγήσει σε προόδους στον σχεδιασμό ηλεκτρονικών κυκλωμάτων, στην ανάπτυξη φαρμάκων και στα υλικά μπαταριών.