جائزه نوبل في الفيزياء عام 2023 امل جديد
جائزه نوبل في الفيزياء عام 2023 امل جديد في كشف اسرار جديده لم تكشف. يتم تكريم الحائزين الثلاثة على جائزة نوبل في الفيزياء 2023 لتجاربهم، والتي أعطت البشرية أدوات جديدة لاستكشاف عالم الإلكترونات داخل الذرات والجزيئات. أظهر بيير أغوستيني Pierre Agostini, وفيرينك كراوس Ferenc Krausz, وآن لهويلييه Anne L’Huillier طريقة لإنشاء نبضات قصيرة للغاية من الضوء يمكن استخدامها لقياس العمليات السريعة التي تتحرك فيها الإلكترونات أو تغير الطاقة.
في يومنا نرى الأشياء تحدث واحدة تلو الأخرى، مثل فيلم مصنوع من العديد من الصور المتلاحقة. لكن بعض الأشياء تحدث بسرعة كبيرة بحيث لا يمكننا رؤيتها. نحتاج إلى آلات خاصة لدراستها. على سبيل المثال، يمكن أن تتغير الإلكترونات بسرعة كبيرة في وقت قصير جداً. على سبيل المثال تحدث التغيرات في بضعة أعشار من أتوثانية - أتوثانية قصيرة جداً لدرجة أن هناك عدداً في ثانية واحدة كما كانت هناك ثوانٍ منذ ولادة الكون.
أنتجت تجارب الحائزين على الجائزة نبضات من الضوء قصيرة جداً بحيث يتم قياسها بالثانية، مما يدل على أنه يمكن استخدام هذه النبضات لتوفير صور لعمليات داخل الذرات والجزيئات.
في عام 1987، عندما سلطت آن لهويلير ضوء ليزر أحمر من خلال غاز من الذرات النبيلة، رأت العديد من ألوان الضوء المختلفة تخرج. لكل لون عدد مختلف من الموجات لكل موجة في الضوء الأحمر. يحدث هذا لأن الضوء الأحمر يجعل بعض الإلكترونات في الذرات تتحرك بشكل أسرع ثم تبطئ. عندما تبطئ، فإنها تعطي الضوء بألوان مختلفة. درست آن لهويلير هذا التأثير أكثر وساعدت العلماء الآخرين على استخدامه.
في عام 2001، نجح بيير أغوستيني في إنتاج سلسلة من نبضات الضوء المتتالية والتحقيق فيها، حيث استمرت كل نبضة 250 ثانية فقط. في الوقت نفسه، كان فيرينك كراوس يعمل مع نوع آخر من التجارب، تجربة أتاحت عزل نبضة ضوئية واحدة استمرت 650 أتو ثانية.
وقد مكنت مساهمات الفائزين من التحقيق في العمليات السريعة التي كان من المستحيل ملاحظتها في السابق.
"يمكننا الآن فتح الباب أمام عالم الإلكترونات. تمنحنا فيزياء أتو ثانية الفرصة لفهم الآليات التي تحكمها الإلكترونات." تقول إيفا أولسون، رئيسة لجنة نوبل للفيزياء، إن الخطوة التالية ستكون استخدامها.
هناك تطبيقات محتملة في العديد من المجالات المختلفة. في الإلكترونيات، على سبيل المثال، من المهم فهم كيفية تصرف الإلكترونات في المادة والتحكم فيها. يمكن أيضًا استخدام نبضات أتو ثانية التعرف على الجزيئات المختلفة، على سبيل المثال في التشخيص الطبي.
