Il Premio Nobel è uno dei più importanti e prestigiosi riconoscimenti nel campo delle scienze. Quello per la Fisica viene assegnato dal 1901. Quest’anno il Nobel per la Fisica è stato assegnato a Pierre Agostini (dell’Ohio State University), a Ferenc Krausz (dell’Istituto Max Planck per l’Ottica quantistica a Garching e docente all’Università Ludwig-Maximilians di Monaco) e ad Anne L’Huillier (docente dell’ Università di Lund in Svezia) “per i metodi sperimentali che generano impulsi di luce di un attosecondo per lo studio della dinamica degli elettroni nella materia”. Con le loro attività di ricerca, i tre scienziati hanno fornito nuovi strumenti per studiare gli elettroni e i fenomeni che li riguardano all’interno degli atomi e delle molecole. I loro esperimenti hanno dimostrato che si possono ottenere impulsi di luce brevissimi, utilizzabili per misurare il moto e le variazioni di energia.
Immortalare il moto degli elettroni
Gli attosecondi sono i segnali più brevi mai creati dall’essere umano, che promettono di aprire la strada a una nuova era dell’elettronica. I tre premiati 2023, infatti, sono stati insigniti dell’onorificenza per i loro studi che hanno consentito di emettere lampi di luce così brevi da riuscire a immortalare il moto degli elettroni all’interno degli atomi e delle molecole, permettendo così di studiarne le caratteristiche con un livello di dettaglio e una risoluzione senza precedenti. Se si osservasse il più veloce battito d’ali al mondo, ad esempio, quello del colibrì che sbatte le ali alla frequenza di circa 90 battiti al secondo, l’ occhio nudo non sarebbe certamente in grado di distinguere la singola ala che sbatte, ma piuttosto soltanto un oggetto indefinito; però, supponendo di avere in dotazione una macchina fotografica in grado di aprire l’otturatore per un novantesimo di secondo, una foto scattata al colibrì in movimento, in tale modo, consentirebbe questa volta di fotografare il dettaglio dell’ala che sbatte. Il premio Nobel per la Fisica, assegnato lo scorso 3 ottobre, ha a che fare con questo esempio: sostituire il colibrì con atomi e molecole e le ali con elettroni.
Nuovi strumenti all’umanità
A Stoccolma l’Accademia reale svedese delle Scienze ha annunciato l’assegnazione del Nobel per la Fisica ai tre scienziati, dichiarando: “Hanno dimostrato un modo per creare impulsi di luce estremamente brevi che possono essere utilizzati per misurare i processi rapidi in cui gli elettroni si muovono o cambiano energia”. Tra le motivazioni, l’accademia ha affermato: “Questo fornirà nuovi strumenti all’umanità per esplorare il mondo degli elettroni all’interno degli atomi e delle molecole. I contributi dei premiati hanno reso possibile indagare su processi così rapidi che prima erano impossibili da seguire. Ci sono potenziali applicazioni in molti settori diversi. In elettronica, per esempio, è importante capire e controllare come si comportano gli elettroni in un materiale. Gli impulsi attosecondi possono essere utilizzati anche per identificare diverse molecole, come nella diagnostica medica”.
