Ba nhà khoa học Pierre Agostini (giáo sư tại Đại học Bang Ohio, Columbus, Mỹ), Ferenc Krausz (giáo sư tại Đại học Ludwig Maximilian München, Đức) và Anne L’Huillier (giáo sư tại Đại học Lund, Thụy Điển) đã được Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển công bố là chủ nhân của Giải Nobel Vật lý 2023.
Các phương pháp thí nghiệm giúp tạo ra các xung ánh sáng atto giây để nghiên cứu động lực học electron trong vật chất là công trình đã mang lại giải thưởng cho các nhà khoa học.
Trong thế giới của electron, các thay đổi xảy ra trong chưa đầy một atto giây, đơn vị thời gian bằng một phần triệu của một giây. Thí nghiệm của các nhà khoa học tạo ra xung ánh sáng ngắn đến mức đo được bằng atto giây, qua đó chứng minh những xung này có thể dùng để cung cấp ảnh chụp quá trình bên trong nguyên tử và phân tử. Đóng góp này giúp tìm hiểu các quá trình xảy ra nhanh đến mức không thể theo dõi trước đây.
Năm 1987, Anne L’Huillier phát hiện nhiều tần số cộng hưởng khác nhau của ánh sáng khi bà truyền ánh sáng laser hồng ngoại qua khí trơ. Mỗi tần số cộng hưởng là một sóng ánh sáng với một số chu kỳ nhất định trong ánh sáng laser. Chúng được tạo ra bởi ánh sáng laser tương tác với nguyên tử trong khí gas, cung cấp thêm năng lượng cho một số electron. Năng lượng này sau đó phát ra dưới dạng ánh sáng. L’Huillier tiếp tục khám phá hiện tượng và đặt nền móng cho những đột phá sau này.
Năm 2001, Pierre Agostini thành công trong việc sản xuất và nghiên cứu một chuỗi xung ánh sáng liên tục, trong đó mỗi xung kéo dài chỉ 250 atto giây. Cũng trong thời gian này, Ferenc Krausz làm việc với một loại thí nghiệm khác, giúp hiện thực hóa việc cô lập một xung ánh sáng đơn lẻ kéo dài 650 atto giây.
“Giờ chúng ta có thể mở cánh cửa dẫn đến thế giới các electron. Vật lý atto giây mang lại cho chúng ta cơ hội hiểu những cơ chế mà electron chi phối. Bước tiếp theo sẽ là sử dụng chúng”, Eva Olsson, Chủ tịch Hội đồng Nobel Vật lý, cho biết.
Nghiên cứu có những ứng dụng tiềm năng ở nhiều lĩnh vực khác nhau, trong đó có sản xuất chất bán dẫn. Các xung atto giây cũng có thể được sử dụng để nhận diện những phân tử khác nhau, ví dụ như trong chẩn đoán y tế.
Chủ nhân giải Nobel năm nay sẽ được nhận khoản tiền thưởng 11 triệu krona Thụy Điển (986.000 USD), tăng một triệu krona Thụy Điển so với năm 2022.
Giải Nobel Vật lý năm 2022 thuộc về ba nhà khoa học Alain Aspect (Pháp), John F. Clauser (Mỹ) và Anton Zeilinger (Áo) nhờ thí nghiệm với các photon vướng víu, xác lập sự xâm phạm với bất đẳng thức Bell và tiên phong trong khoa học thông tin lượng tử.
Thủy Chu (Theo Nobel Prize)
