O Prémio Nobel da Física 2023 foi atribuído em conjunto a Pierre Agostini, da Universidade Estadual de Ohio, Columbus, EUA, a Ferenc Krausz, do Instituto Max Planck de Óptica Quântica, em Garching, e da Universidade Luís Maximiliano de Munique, Alemanha, e a Anne L’Huillier, da Universidade Lund, Suécia, “pelos métodos experimentais que geram impulsos de luz de attossegundos para o estudo da dinâmica de eletrões na matéria”
Experiência com luz
Os três vencedores do Nobel de Física 2023 são reconhecidos pelas suas experiências que deram à humanidade novas ferramentas para explorar o mundo dos eletrões dentro dos átomos e moléculas. Pierre Agostini, Ferenc Krausz e Anne L’Huillier demonstraram uma maneira de criar impulsos de luz extremamente curtos que podem ser usados para medir os processos rápidos nos quais os eletrões se movem ou mudam de energia.
Eventos em movimento rápido fluem uns para os outros quando percebidos pelos humanos, assim como um filme que consiste em imagens estáticas é percebido como um movimento contínuo. Se quisermos investigar eventos realmente breves, precisaremos de tecnologia especial. No mundo dos eletrões, as mudanças ocorrem em alguns décimos de attosegundo – um attosegundo é tão curto que há tantos num segundo quantos os segundos desde o nascimento do universo.
As experiências dos laureados produziram impulsos de luz tão curtos que são medidos em attossegundos, demonstrando assim que esses pulsos podem ser usados para fornecer imagens de processos dentro de átomos e moléculas.
Em 1987, Anne L’Huillier descobriu que muitos tons diferentes de luz surgiam quando ela transmitia luz laser infravermelha através de um gás nobre. Cada harmônico é uma onda de luz com um determinado número de ciclos para cada ciclo da luz laser. Eles são causados pela interação da luz laser com os átomos do gás; dá a alguns eletrões energia extra que é então emitida como luz. Anne L’Huillier continuou a explorar este fenómeno, preparando o terreno para avanços subsequentes.
Em 2001, Pierre Agostini conseguiu produzir e investigar uma série de pulsos de luz consecutivos, em que cada impulso durou apenas 250 attossegundos. Ao mesmo tempo, Ferenc Krausz trabalhava com outro tipo de experiência, que permitia isolar um único impulso de luz com duração de 650 attossegundos.
As contribuições dos três cientistas permitiram a investigação de processos tão rápidos que antes eram impossíveis de acompanhar.
“Agora podemos abrir a porta para o mundo dos eletrões. A física do attosegundo dá-nos a oportunidade de compreender os mecanismos que são governados por eletrões. O próximo passo será utilizá-los”, afirmou Eva Olsson, presidente do Comité do Nobel de Física.
Existem aplicações potenciais em muitas diferentes áreas. Na eletrónica, por exemplo, é importante compreender e controlar como os eletrões se comportam num material. Os impulsos de attosegundo também podem ser usados para identificar diferentes moléculas, como no caso de diagnósticos médicos.
