Nobel Vật lý 2023: Bước tiến đột phá với công nghệ Atto giây

Ba nhà khoa học Pierre Agostini, Ferenc Krausz và Anne L’Huillier - Ảnh: Physics World

Khám Phá Công Nghệ Atto Giây

Công nghệ atto giây có thể được hình dung như một chiếc camera hành trình với độ phân giải thời gian vượt trội, có khả năng chụp hàng tỉ tấm ảnh trong một giây. Mục tiêu của nó là quan sát tương tác giữa ánh sáng và vật chất thông qua sự chuyển động của các electron và năng lượng tương ứng.

Trước đây, công nghệ laser chỉ có khả năng đo thời gian với độ phân giải cực kỳ nhỏ. Nhưng tốc độ của các xung ánh sáng vẫn chưa đủ để nghiên cứu sâu về động lực học của electron. Công nghệ quang phổ atto, hoặc còn gọi là vật lý atto, đã rút ngắn khoảng thời gian giữa các xung ánh sáng xuống còn vài chục atto giây, nhỏ hơn gần một ngàn lần so với các công nghệ laser trước đó.

Nguyên Lý Công Nghệ

Công nghệ atto được xây dựng dựa trên lý thuyết lượng tử về chuyển động điều hòa của electron với tốc độ cực cao (HHG). Bằng cách sử dụng xung laser vào các nguyên tử, các electron bị ion hóa và thoát ra ngoài để trở thành điện tử tự do.

Với năng lượng lớn được cung cấp bởi các xung laser, các electron bị đẩy ra khỏi nguyên tử và sau đó bị đẩy lùi ngược lại. Trong thời gian này, electron nhận được nguồn năng lượng lớn từ nguồn laser dưới dạng động năng. Khi các electron trở lại, chúng có thể kết hợp lại nguyên tử mẹ, giải phóng động năng thu được dưới dạng ánh sáng.

Ứng Dụng Rộng Rãi

Công nghệ atto giây mở ra cánh cửa cho nhiều ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khoa học. Từ việc cải tiến công nghệ nguồn tia X nhỏ gọn đến tạo ra thiết bị điện tử và bộ lưu trữ từ tính với kích thước nhỏ và tốc độ cao. Trong lĩnh vực hóa học và y sinh, công nghệ này cho phép quan sát và kiểm soát động lực học của electron, đóng vai trò quan trọng trong các phản ứng hóa học và nghiên cứu sự phá hủy do bức xạ gây ra.

Công nghệ atto giây không chỉ là một bước tiến đột phá trong lĩnh vực vật lý, mà còn mang lại những triển vọng vĩ đại trong hóa học, công nghệ vật liệu, công nghệ thông tin và y sinh học.

Giải thưởng Nobel Vật lý năm 2023 đã được trao cho ba giáo sư xuất sắc:

Pierre Agostini (Đại học bang Ohio, Mỹ).
Ferenc Krausz (Viện nghiên cứu Max Planck, Đức).
Anne L'Huillier (Đại học Lund, Thụy Điển).