2023 Nobel Fizik Ödülü Bilim insanları, Biyografileri ve Keşifleri

2023 Nobel Fizik Ödülü, maddedeki elektronların gizemli dansını aydınlatan deneyler gerçekleştiren üç bilim insanına verildi: Pierre Agostini, Ferenc Krausz ve Anne L’Huillier. Bu olağanüstü keşifler, “en kısa anı” yakalamayı mümkün kılarak, elektronların dünyasına yepyeni bir pencere açtı.

Attosaniye Işığın Dansı nedir, ne işe yarar?

Attosaniye ışık darbeleri, maddenin en temel gizemlerinden bazılarını çözmek için kullanılan yeni bir araçtır. Bu ışık darbeleri, bir saniyenin trilyonlarca bir birimi kadar kısa sürelidir ve elektronların inanılmaz derecede hızlı hareketlerini gözlemlemek için idealdir.

Peki nasıl çalışır? Yoğun bir lazer ışığı, bir gaz atomuna odaklanarak elektronları titreştirir. Bu titreşimler, attosaniye ışık darbeleri olarak bilinen, saniyenin trilyonlarca bir birimi kadar kısa süren ışık patlamalarına yol açar.

Bu ışık darbeleri ne işe yarar? Attosaniye ışık darbeleri, elektronların kuantum mekaniksel davranışlarını, kimyasal reaksiyonların gerçek zamanlı akışını ve yeni elektronik cihazların geliştirilmesini keşfetmek için kullanılabilir.

Attosaniye bilimi, halen gelişmekte olan bir alandır. Bu alandaki araştırmalar, maddenin en temel seviyelerde nasıl çalıştığına dair anlayışımızı geliştirmeye ve yeni teknolojik gelişmelere yol açmaya devam edecektir.

Attosaniye Işık Darbeleri ve Maddedeki Elektron Dinamikleri

Attosaniye ışık darbeleri, bir saniyenin trilyonlarca bir birimi olan attosaniye (10^-18 saniye) süren ışık darbeleridir. Bu son derece kısa ışık darbeleri, elektronların hareketlerini gerçek zamanlı olarak gözlemlemek için idealdir.

Attosaniye ışık darbeleri üreten deneysel yöntemler, temel olarak iki kategoriye ayrılabilir:

1. Yüksek Harmonik Üretimi (HHG): Bu yöntemde, yoğun bir lazer darbesi bir gaz atomuna odaklanır. Lazer ışığının elektrik alanı, atomdaki elektronları sallayarak, atomun doğal frekanslarının katları olan frekanslarda ışık yaymalarına neden olur. Bu ışık, attosaniye ışık darbeleri içeren bir spektrum oluşturur.

2. Attosaniye X-Işınları: Bu yöntemde, ultraviyole (UV) ışık darbesi, bir gaz atomuna odaklanır. UV ışığı, atomdaki elektronları iyonlaştırır ve serbest elektronlar, X-ışınları üreten bir ivmelenme alanına yönlendirilir. Bu X-ışınları attosaniye darbeler halindedir.

Attosaniye ışık darbeleri, maddedeki elektron dinamiklerini incelemek için aşağıdaki gibi kullanılabilir:

• Elektronların kuantum mekaniksel davranışlarını gözlemlemek
• Kimyasal reaksiyonların gerçek zamanlı olarak incelenmesi
• Yeni elektronik ve optoelektronik cihazların geliştirilmesi

Attosaniye bilimi, halen gelişmekte olan bir araştırma alanıdır. Bu alandaki araştırmalar, maddenin en temel seviyelerde nasıl çalıştığına dair anlayışımızı geliştirmeye ve yeni teknolojik gelişmelere yol açmaya devam edecektir.

Attosaniye ışık darbeleri üreten deneysel yöntemlerin bazı önemli avantajları şunlardır:

• Elektronların hareketlerini gerçek zamanlı olarak gözlemleme imkanı sağlarlar.
• Atomlar ve moleküllerin çok daha ayrıntılı bir şekilde incelenmesine olanak tanırlar.
• Yeni ve daha hızlı elektronik cihazların geliştirilmesine katkıda bulunabilirler.

Attosaniye ışık darbeleri üreten deneysel yöntemlerin bazı dezavantajları da şunlardır:

• Bu yöntemler halen geliştirme aşamasındadır ve oldukça karmaşıktır.
• Bu yöntemler pahalıdır ve özel ekipman gerektirir.

Attosaniye bilimi, maddenin en temel seviyelerde nasıl çalıştığına dair anlayışımızı geliştirmeye büyük bir potansiyele sahiptir. Bu alandaki araştırmalar, gelecekte birçok yeni ve heyecan verici keşfe yol açacaktır.

2023 Nobel Fizik Ödülü Kazanan Bilim insanları

Pierre Agostini

Pierre Agostini, 1941 yılında Tunus’ta doğan ve günümüzde Ohio State Üniversitesi’nde Emeritus profesör olarak görev yapan Fransız deneysel fizikçidir. Güçlü alan lazer fiziği ve attosaniye bilimindeki öncü çalışmalarıyla tanınan Agostini, 2023 Nobel Fizik Ödülü’nü Anne L’Huillier ve Ferenc Krausz ile birlikte “maddedeki elektron dinamiğinin incelenmesi için attosaniyelik ışık darbeleri üreten deneysel yöntemler” için kazandı.

Bilimsel Yolculuğu

• 1968’de Aix-Marseille Üniversitesi’nden doktora derecesi aldı.
• 1969’dan 2002’ye kadar CEA Saclay’de araştırmacı olarak çalıştı.
• 2002-2004 yılları arasında Brookhaven Ulusal Laboratuvarı’nda misafir bilim insanı olarak görev yaptı.
• 2005 yılında Ohio State Üniversitesi’nde fizik profesörü oldu.

Önemli Başarıları

• Eşik üstü iyonizasyonun gözlemlenmesi.
• Attosaniye ışık darbelerinin karakterizasyonu için RABBITT tekniğinin geliştirilmesi.
• Attosaniye biliminin öncülerinden biri olması.

Nobel Ödülü

Agostini, 2023 Nobel Fizik Ödülü’nü “maddedeki elektron dinamiğinin incelenmesi için attosaniyelik ışık darbeleri üreten deneysel yöntemler” için kazandı. Bu keşif, elektronların atomlar ve moleküller içinde nasıl hareket ettiğini anlamamızı sağladı ve kimya, biyoloji ve malzeme bilimi gibi birçok alanda yeni araştırma imkanları açtı.

Ferenc Krausz

Ferenc Krausz, 17 Mayıs 1962’de Macaristan’da doğan, attosaniye biliminin öncü isimlerinden biri olan saygın bir fizikçidir. Krausz, Max Planck Kuantum Optik Enstitüsü’nde direktörlük görevini yürütmekte ve Münih Ludwig Maximilian Üniversitesi’nde deneysel fizik profesörü olarak çalışmalarını sürdürmektedir.

Bilimsel Başarıları

• Krausz’un en önemli başarılarından biri, araştırma ekibiyle birlikte ilk attosaniyelik ışık darbesini üretmesi ve ölçmesidir. Bu keşif, atomların içindeki elektronların hareketini gözlemlemek için yeni bir pencere açarak attofiziğin temellerini atmıştır.
• 2023 yılında Krausz, bu alandaki öncü çalışmaları nedeniyle Pierre Agostini ve Anne L’Huillier ile birlikte Nobel Fizik Ödülü’ne layık görülmüştür.

Akademik Kariyeri

• Krausz, 1981-1985 yılları arasında Eötvös Loránd Üniversitesi’nde teorik fizik ve Budapeşte Teknik Üniversitesi’nde elektrik mühendisliği eğitimi almıştır.
• 1987-1991 yılları arasında Viyana Teknik Üniversitesi’nde doktora derecesi, 1991-1993 yılları arasında ise habilitasyon yapmıştır.
• 1996-1998 yılları arasında doçent, 1999-2004 yılları arasında ise Viyana Teknik Üniversitesi’nde elektrik mühendisliği profesörü olarak görev yapmıştır.
• 2003 yılında Max Planck Kuantum Optik Enstitüsü’ne direktör olarak atanmış, 2004 yılında ise Münih Ludwig Maximilian Üniversitesi’nde deneysel fizik kürsüsü başkanlığı görevini üstlenmiştir.

Ödülleri ve Onurları

• Krausz, Gottfried Wilhelm Leibniz Ödülü, Kraliyet Fotoğraf Topluluğu İlerleme Madalyası ve Onursal Üyelik, Optica Üyeliği, Otto Hahn Ödülü, Clarivate Citation Ödülü, Leopoldina Üyeliği, Vladilen Letokhov Madalyası, Wolf Fizik Ödülü, BBVA Vakfı Bilginin Sınırları Ödülü ve Nobel Fizik Ödülü gibi birçok prestijli ödüle layık görülmüştür.

Anne L’Huillier

Anne L’Huillier, 16 Ağustos 1958’de Paris’te doğan ve attosaniye fiziği alanındaki öncü çalışmalarıyla tanınan Fransız bir fizikçidir. L’Huillier, İsveç’teki Lund Üniversitesi’nde atom fiziği profesörü olarak görev yapmakta ve atomik seviyedeki kimyasal reaksiyonları anlamak için kullanılan, elektronların hareketlerini gerçek zamanlı olarak inceleyen bir araştırma grubuna liderlik etmektedir.

Bilimsel Başarıları

• L’Huillier’in en önemli başarılarından biri, attosaniye ışık darbeleri üretmek için yeni bir yöntem geliştirmesidir. Attosaniye, bir saniyenin trilyonlarca bir birimidir ve bu kadar kısa ışık darbeleri, elektronların hareketlerini gerçek zamanlı olarak gözlemlemek için idealdir.
• 2023 yılında L’Huillier, “maddedeki elektron dinamiklerini incelemek için attosaniye ışık darbeleri üreten deneysel yöntemler” geliştirmesinden dolayı Pierre Agostini ve Ferenc Krausz ile birlikte Nobel Fizik Ödülü‘ne layık görülmüştür.

Akademik Kariyeri

• L’Huillier, yüksek lisansını teorik fizik ve matematik alaninda yaptı.
• Doktorasını ise Saclay Nükleer Araştırma Merkezi’nde deneysel fizik üzerine yaptı. Tezi, yüksek yoğunluklu lazer alanlarında çoklu iyonlaşma üzerineydi.
• Doktorasından sonra, L’Huillier, Colorado Üniversitesi’nde ve Lund Üniversitesi’nde araştırma görevlisi olarak çalıştı.
• 1992 yılında Lund Üniversitesi’nde doçent oldu ve 2004 yılında profesörlüğe yükseldi.

Ödülleri ve Onurları

• L’Huillier, Fransız Bilimler Akademisi’ne üye seçilmiştir.
• 2011 yılında, “attosaniye bilim ve teknolojisine yaptığı öncü katkılar” nedeniyle Carl Benedicks Ödülü’ne layık görülmüştür.
• 2023 yılında ise Nobel Fizik Ödülü’nü kazanmıştır.