Nobelpriset i fysik 2023 går till professor Anne L'Huillier

När Anne L’Huillier för en kort tid sedan tilldelades Lunds universitets guldmedalj sade Lunds universitets rektor Erik Renström:

– Anne L’Huillier är fysiker och Lunds universitets mest prisbelönta forskare. Hon har fått the Wolf prize in physics – allmänt kallat lilla Nobelpriset i fysik – och egentligen är det bara just Nobelpriset som återstår för henne.

Nu återstår inte ens Nobelpriset!

Anne L’Huillier var mitt i en föreläsning när Kungl. Vetenskapsakademien fick kontakt med henne under pausen och kunde meddela att hon tilldelats Nobelpriset. Anne L’Huillier fick återvända in från pausen och berätta för studenterna att föreläsningen skulle sluta lite tidigare … Eftersom det bara var minuter kvar till Nobelpriset skulle offentliggöras förstod studenterna vad som var på gång och det är inga överord att föreläsningen blev verkligen historisk.

Under presskonferensen efter att fysikpriset blev offentligt frågade en av journalisterna vad som var nästa steg nu när Anne L’Huillier hade fått det finaste priset man kan få.

– Nästa steg är att stanna där jag är, oavsett det som hände idag. Det är mitt mål, att fortsätta att forska och undervisa precis som jag gör idag, jobba med min forskargrupp och fortsätta att vara mig själv, svarade Anne L’Huillier.

– Vi är så otroligt stolta och glada över att Anne L’Huillier så välförtjänt har fått Nobelpriset. Utöver att hon är en världsledande forskare är hon en ödmjuk och mycket viktig förebild för unga forskare och alla LTH:s studenter. Jag tror att många av våra forskare och studenter nu kommer att få extra energi av att en mycket skicklig LTH-professor 2023 belönades med Nobelpriset i fysik. Det är fantastiskt glädjande! säger LTH:s rektor Annika Olsson. (Läs mer i rektors blogg: ”Nu återstår inte ens Nobelpriset”)

Extremt korta ljusblixtar

Årets tre Nobelpristagare i fysik Pierre Agostini, Ferenc Krausz och Anne L’Huillier har demonstrerat ett sätt att skapa extremt korta ljusblixtar, som kan användas för att urskilja de snabba förlopp där elektroner förflyttar sig eller ändrar sin energi.

För mänskliga sinnen flyter snabba händelser ihop, precis som i en film som är uppbyggd av enskilda stillbilder men uppfattas som ett kontinuerligt flöde. Vill vi undersöka riktigt korta händelser behövs speciell teknik. I elektronernas värld sker förändringar ofta på skalor av några tiotal attosekunder. Attosekundpulser, små blixtar av laser, är de kortaste ljuspulser människan har lyckats åstadkomma. En attosekund utgör en lika stor del av en sekund som själva sekunden gör av hela universums livstid. 

Årets pristagare har gjort experiment där de visat på ett sätt att tillverka ljusblixtar som varar så kort tid att de mäts i attosekunder. Därmed har de visat på en metod för att lysa upp ett tillräckligt kort ögonblick att det blir möjligt att studera vad som händer inuti atomer och molekyler.

Ett "första" experiment 1987

Anne L’Huillier upptäckte 1987 att ett stort antal olika övertoner av ljus uppstod när hon sände infrarött laserljus genom en ädelgas. Varje överton är en ljusvåg med ett visst antal hela svängningar för varje svängning i laserljuset. De uppstår genom att ljuset från lasern växelverkar med atomer i gasen och ger vissa elektroner extra energi, som sedan avges som ljus.

På LTH inledde atomfysik i början av 1990-talet ett nytt forskningsområde. För detta lyckades man 1992 införskaffa en unik laser, en terawatt laser, som kunde avfyra 10 ultrakorta pulser per sekund. Tack vare denna nya laser kunde LTH locka Anne L’Huillier till Lund. 1992 tillbringade hon två och en halv månad i Lund och återvände två år senare. Till en början pendlade hon mellan Lund och Frankrike, men fick sedan en lektorstjänst, och 1997 erbjöds hon en professur.

I en serie arbeten fortsatte Anne L’Huillier att utforska effekten hon upptäckte 1987 och bidrog till den teoretiska förståelsen av fenomenet, och stakade därmed ut vägen mot nästa experimentella genombrott.

År 2001 lyckades Pierre Agostini framställa och undersöka en serie sådana ljuspulser efter varandra, där varje puls bara var 250 attosekunder lång. Vid samma tid arbetade Ferenc Krausz med en annan sorts experiment, där han kunde isolera en enskild ljuspuls som varade i 650 attosekunder.

Pristagarnas arbeten har gjort det möjligt att utforska förlopp som sker på så kort tid att de tidigare var omöjliga att följa.

– Vi kan nu glänta på dörren till elektronernas värld. Med attosekundfysiken har vi möjlighet att förstå mekanismer som styrs av elektroner. Nästa steg blir att också utnyttja dem, säger Eva Olsson, ordförande för Nobelkommittén för fysik.

Knuffa till molekyler

Från att Anne L’Huillier tidigare mest arbetade med att förstå fenomenet, utveckla pulskällorna och ren grundforskning har hennes fokus under senare år förflyttats mot tillämpningarna.

– Det handlar om att följa elektroners rörelser i mer komplexa system, som stora molekyler. Då hoppas jag att vi bättre kan förstå vad som händer i början av en kemisk reaktion. Och om förståelsen blir bättre, så kan man mäta vad som händer och kanske också kontrollera förloppet. Det är visionen. En tillämpning vi jobbar med nu tillsammans med ett företag är hur man kan utnyttja strålning för att göra avbildningar av väldigt små strukturer, som skulle kunna användas inom halvledarindustrin.

Attosekundpulserna gör det möjligt att testa kunskapen om hur processer i materiens inre fungerar, och att identifera olika händelser. De har varit ovärderliga för att utforska atomers och molekylers fysik i detalj. Dessutom har de betydande möjligheter inom olika praktiska tillämpningsområden, från elektronik till medicin. Ett exempel är att attosekundpulser kan användas för att knuffa till molekyler, vilket resulterar i en mätbar signal. Molekylernas signal har en unik struktur, som fungerar som en slags fingeravtryck och identifierar vad det är för molekyl. Detta har lovande potential inom medicinsk diagnostik och andra områden.

"Följ er intiution", intervju med Anne L’Huillier från presskonferensen

Populärvetenskaplig förklaring av Nobelpriset i fysik 2023 (PDF på Kungl. Vetenskapsakademiens webbplats)