Что дало человечеству «нобелевское» открытие в физике

В этом году лауреатами Нобелевской премии по физике стали ученые, которые дали человечеству новые инструменты для исследования электронов. Почему эти открытия так значимы, объясняет доцент КФУ Алексей Низамутдинов.
Midjourney

Лауреаты Пьер Агостини, Ференц Краус и Анн Л'Юйе разработали метод создания чрезвычайно коротких импульсов света, которые можно использовать для измерения супербыстрых движений электронов.

Низамутдинов Алексей Сергеевич
кандидат физико-математических наук, доцент кафедры квантовой электроники и радиоспектроскопии Института физики Казанского (Приволжского) федерального университета

Электроны движутся с чрезвычайно большой скоростью, а в различных материалах могут иметь множество степеней свободы в своем перемещении. Простая съемка даст лишь изображение области, в которой электрон совершает движение, как в фотографии с большим временем экспозиции. Разработка подходов по генерации сверхкоротких световых импульсов как раз дала нам инструмент, обладающий очень малым временем съемки.

Как многое в физике, идеи генерации таких коротких импульсов одновременно просты и сложны, Всего лишь необходимо заставить синхронно колебаться определенное количество световых волн, например, столкнув их между собой в определенном газе. Но в любом случае конкретная реализация была бы невозможна без большого пути, пройденного многими отраслями физики и химии — как прикладных, так и теоретических результатов.

Можно сказать, что лауреаты оттолкнулись от общего фундамента науки и создали новую ступеньку для технологий.

Нобелевскую премию присуждают за комплекс значимости исследований: научной и практической. А значимость детального описания движения электрона очевидна. Человечество все глубже заглядывает в устройство материи. Уже сейчас для технологий важны сверхмалые расстояния и объемы, сверхмалые количества вещества, сверхкороткие промежутки времени. Яркой иллюстрацией этого тренда является развитие технологий процессоров с уменьшением размера переключателя. Человечество почти готово к использованию вычислителей именно на основе единичных молекул, атомов, фотонов.

Практически это важно как для прогнозов погоды, так и для космической связи с удаленными объектами.

Ведь мы собираемся лететь на Марс.

Есть и философская значимость этих результатов: человечество в очередной раз сможет уточнить свои представления о картине мира.