NOBEL ZA ATOSEKUNDU

(Nobel 2023*) Nobelova nagrada za fiziku u 2023. dodeljena je za eksperimente koji su pokazali kako napraviti takozvane atosekundne impulse. Možda vam ova vest, koju su u Nobelovoj nedelji preneli svetski i domaći mediji, ne zvuči dovoljno razumljivo, ali je reč o značajnom prodoru koji će zapravo omogućiti nešto vrlo korisno – da se snimaju, prate i razumeju objekti kod kojih se stvari odvijaju izuzetnom brzinom. Na primer, kod elektrona.

Ako ste pokušali da običnom kamerom ili telefonom snimate kretanje kućne muve, brzo vam je postalo jasno da vam je potrebna brža kamera. Fizičari se sa tom vrstom problema suočavaju vrlo često. Kao što se u svetu insekata stvari odvijaju “brže” nego u svetu ljudi, ako odemo u svet zaista vrlo malog, u svet čestica koje grade materiju, shvatićemo da se one kreću tako brzo da, uz druge izazove, njihove kretnje ne mogu biti snimljene ni najbržim mikroskopskim uređajima.

Švedska kraljevska akademija nauka dodelila je u utorak Nobelovu nagradu za fiziku 2023. godinu Pjeru Agostiniju, Ferencu Кrausu i Ani L’Ulije, za eksperimente koji generišu atosekundne impulse pomoću kojih je moguće zaviriti u ova “brza kretanja” unutar atoma. Agostini je fizičar sa Univerziteta Ohajo u SAD, Kraus radi uMaks Plank institutu za kvantnu optiku u Nemačkoj, dok je L’Ulije profesorka na Univerzitetu Lund u Švedskoj. Ona je inače tek peta žena koja je dobila Nobelovu nagradu u fizici, što je okolnost koja je pozdravljena u medijima širom sveta.

Radovi ovogodišnjih Nobelovaca doveli su do razvoja laserskih pulseva koji će možda jednog dana omogućiti da se snimi kretanje elektrona. Oni, naime, toliko kratko traju da predstavljaju svojevrstan rekord. Čovek inače postavlja raznovrsne rekorde – osvaja najviše vrhove, skače sa najvećih visina, šalje robotizovane sonde na najveće (svemirske) dubine, dostiže najniže moguće temperature (na domak apsolutnoj nuli) i uopšte, ponekad traži najviše ili najmanje od sebe i sveta u kome živi. Zamislite sledeći cilj – da proizvede nešto što najkraće traje. Koliko to nešto može biti kratko?

Trenutni svetski rekord u ovoj uvrnutoj disciplini mnogo je kraći od stvari koje tradicionalno smatramo da se brzo dešavaju. Metaforični “treptaj oka” traje beskrajno dugo, celu jednu trećinu sekunde, zamah krilima muve traje bitno kraće, oko jedan hiljaditi deo sekunde, odnosno milisekund, ali je to i dalje vrlo usporena stvar, a kad ako pokušamo da pronađemo stvari koje traju milioniti ili milijarditi deo sekunde, naći ćemo se u svetu kratkih radio-signala, ciklusa mikroprocesora, brzih radioaktivnih raspada i impulsa laserske svetlosti. Ovi poslednji, impulsi lasera, pokazalo se, mogu da se udese tako da traju zaista vrlo kratko. I fizičari to rade.

Svetski rekord u kratkoći laserskog impulsa je 43 atosekunde, što je postignuto 2017. godine u jednoj laboratoriji u prestižnom ETH u Cirihu. Kad govorimo o takozvanoj atosekundi, reč je trajanju koje je milijardu milijardi puta kraće od jedne sekunde. Ovo “trajanje” je od jedne sekunde zapravo kraće otprilike onoliko koliko je jedna sekunda kraća od starosti Univerzuma (14 milijardi godina). Prefiks ato, pozajmljen iz danskog jezika gde znači osamnaest, u fizici se koristi za trajanje koje je 18 redova veličine manje od sekunde.

Da bi se postigla takva “kratkoća”, bilo je nužno da se izuzetno razvije fizika lasera koja danas ima ogromne primene u telekomunikacijama i drugim modernim oblastima. Fizičari u vrlo razvijenim laboratorijama danas koriste lasere koji proizvode takozvane femtosekunde impulse i koji imaju velike primene u snimanju jako brzih procesa u prirodi, ali oni su čak hiljadu puta sporiji od onih najbržih, atosekundih. Nobelov komitet je ove godine zato, pomalo neočekivano, osvetlio malu zajednicu posvećenih entuzijasta koja se bavi upravo najbržom mogućom, atosekundnom fizikom.

—

Tekst: Slobodan Bubnjević*

Ilustracija: nobelprize.org

*Po motivima teksta istog autora za nedeljnik Vreme