2023 Nobel Fizik Ödülü

2023 yılının üç Nobel fizik ödülü sahibi, insanlığa atom ve moleküllerin içindeki elektronların dünyasını keşfetmesi için yeni araçlar sağlayan deneyleri nedeniyle ödüllendirildi. 3 Ekim günü açıklanan ödül sahipleri Pierre Agostini, Ferenc Krausz ve Anne L'Huillier, elektronların hareket ettiği veya enerjilerini değiştirdiği hızlı süreçleri ayırt etmek için kullanılabilecek son derece kısa atto saniyelik (atto saniye=10^-18 s = 0,000000000000000001 s) ışık flaşları yaratmanın bir yolunu gösterdiler.

İnsan zihninde hızlı olaylar, tıpkı tek tek durağan görüntülerden oluşan ancak sürekli bir akış olarak algılanan bir filmde olduğu gibi birlikte akar. Gerçekten kısa olayları araştırmak istiyorsak özel bir teknolojiye ihtiyaç vardır. Elektronların dünyasında değişiklikler genellikle birkaç on attosaniye ölçeğinde meydana gelir. Bir attosaniye o kadar kısadır ki, bir saniyede tüm evrenin çağındaki saniyelerin sayısı kadar attosaniye vardır.

Bu yılın ödül sahipleri, attosaniye cinsinden ölçülebilecek kadar kısa süren ışık parlamaları üretmenin bir yolunu gösterdikleri deneyler yaptılar. Bunu yaparken, atomların ve moleküllerin içinde olup bitenleri incelemeyi mümkün kılacak kadar kısa bir anı aydınlatacak bir yöntem gösterdiler.

Anne L'Huillier 1987'de kızılötesi lazer ışığını soy gaz yoluyla ilettiğinde çok sayıda farklı ışık harmoniğinin ortaya çıktığını keşfetti. Bir harmonik, lazer ışığının her salınımı için belirli sayıda tam salınım yapan bir ışık dalgasıdır. Lazerden gelen ışık gazdaki atomlarla etkileşime girdiğinde ve bazı elektronlara ekstra enerji verdiğinde bu harmonikler ortaya çıkarlar ve bu daha sonra ışık olarak yayılırlar. Anne L'Huillier bu fenomeni keşfetmeye devam etti ve ardından gelen buluşlara öncülük etti.

2001 yılında Pierre Agostini, her biri yalnızca 250 attosaniye uzunluğunda olan bu tür ışık darbelerini birbiri ardına üretmeyi ve incelemeyi başardı. Aynı zamanda Ferenc Krausz, 650 attosaniye süren tek bir ışık darbesini izole edebildiği farklı türde bir deney üzerinde çalışıyordu.

Ödül kazananların çalışmaları, daha önce takip edilmesinin imkansız olduğu kadar kısa sürede gerçekleşen süreçlerin keşfedilmesini mümkün kıldı.

"Artık elektron dünyasının kapısını aralayabiliriz. Attosaniye fiziği ile elektronların kontrol ettiği mekanizmaları anlama fırsatına sahibiz." Nobel Fizik Komitesi başkanı Eva Olsson, bir sonraki adımın da bunları kullanmak olacağını söylüyor. Örneğin elektronların malzemelerde nasıl davrandığını anlamak ve kontrol etmek önemlidir. Attosaniye darbeleri, örneğin tıbbi teşhislerde yararlı olabilecek farklı molekülleri tanımlamak için de kullanılabilir.

Kaynak: https://www.kva.se/nyheter/nobelpriset-i-fysik-2023/ 

https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2023/press-release/

Attosaniye fiziği: https://en.wikipedia.org/wiki/Attosecond_physics