Nobelpriset i fysik 2023
1987, ett år efter att Anne L’Huillier doktorerade, gör hon ett av de första banbrytande experiment som visar hur övertoner av ljus skapas när man sänder intensivt laserljus genom ädelgaser. 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 terawattlaser, som kunde avfyra 10 ultrakorta pulser per sekund. Tack vare denna nya laser kunde LTH locka Anne L’Huillier till Lund.
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.
Fysikpristagarnas arbeten har gjort det möjligt att utforska förlopp som sker på så kort tid att de tidigare var omöjliga att följa.
Så öppnar ljusblixtar dörren till mikrokosmos
Elektroner rör sig så otroligt snabbt att de länge ansågs vara omöjliga att observera. Trots svårigheten har många forskare på olika sätt försökt. Varför? Ren och skär nyfikenhet så klart.
Men också för att kunskapen kan omsättas till praktisk nytta. Lär vi oss mer om naturens minsta byggstenar kan vi på sikt också kontrollera dem. Eftersom elektronerna styr alla materials egenskaper – elektronerna är ju atomens kontaktyta mot omvärlden – finns en användningspotential inom i princip alla områden där man på molekyl- och atomnivå vill påverka materialegenskaper.
Kanske kan vi, tack vare lasermetoden som skapar attosekundpulserna, i framtiden bättre förstå fotosyntesen och hitta effektivare solcellsteknik. Eller bygga elektronik på molekylnivå. Ett antal medicinska tillämpningar har också nämnts. Några spår jobbas på redan idag medan andra fortfarande är på idé- och drömstadiet.
Tillbaka till grundforskningen. ”Se” ett elektronmoln i realtid kan man i ärlighetens namn inte. Men tack vare attosekundpulserna kan de extremt snabbrörliga elektronerna numera trots allt studeras.
Fakta | Anne L'Huillier
Anne L'Huillier är sedan 1997 professor i fysik vid Fysiska institutionen, LTH, Lunds universitet. Resan mot Nobelpriset börjar i Frankrike med dubbel masterexamen 1979 – i fysik respektive matematik – och en doktorsexamen i fysik 1986.
1987 gör Anne L'Huillier ett av de första banbrytande experiment som visar hur övertoner av ljus skapas nar man sänder intensivt laserljus genom ädelgaser. Forskningen i attosekundfysik fortsätter Anne L'Huillier i Sverige, USA och Frankrike, och 1995 knyts hon till Lunds universitet och LTH.
Anne L'Huillier har handlett ett trettiotal doktorander och undervisat i kurser om laserfysik, fotonik och atomfysik. Hon har haft flera vetenskapliga uppdrag, ett av dem som medlem i Nobelkommittén för fysik 2007-2015, varav det sista året som ordförande.
Hon har också tilldelats ett stort antal utmärkelser där några av de senaste är:
2022
- Wolfpriset i fysik (delas med F Krausz och P Corkum)
- BBVA Frontiers of Knowledge Award (delas med F Krausz och P Corkum)
2023
- Lunds universitets guldmedalj
- Berthold Leibinger Zukunftspreis
- Nobelpriset i fysik (delas med P Agostini och F Krausz)
Forskningsmiljöerna som Anne L'Huillier och hennes forskarkollegor i Lund verkar inom är:
- Högeffektlaserlaboratoriet vid Lunds lasercentrum (LLC)
- Ljus och material (profilområde vid Lunds universitet)
- Avancerade ljuskallor (profilområde vid LTH)
Vardagens laserblixtar och verklighetens attosekundfysik
I princip dagligen skjuts det, numera världsberömda, små laserblixtar i källarplanet på Fysiska institutionen. Här huserar Sveriges spjutspetsforskning inom attosekundfysik. Enligt Per Eng-Johnsson, professor i atom-, molekyl- och optisk fysik vid LTH, är forskningsområdet just nu mitt i ett paradigmskifte.
Begreppet “hemmabygge” kan verka som en otippad beskrivning av ett högteknologiskt laserlaboratorium som huserar en Nobelprisbelönad forskare. Ändå väljer Per Eng-Johnsson det ordet för att beskriva vissa aspekter av de lasersystem som används av 25 forskare och doktorander vid Lunds universitet för att ta sig an attosekundpulsernas värld.
Marie Skłodowska-Curie (1867–1934)
Marie Curie, född i Warszawa, tilldelades 1903 Nobelpriset i fysik tillsammans med Henri Becquerel och Pierre Curie för forskningen om radioaktivitet. Hon var den första kvinnan att ta emot Nobelpriset. 1911 tog hon därtill som första kvinna emot Nobelpriset i kemi för upptäckten av grundämnena radium och polonium. Marie Curie är ensam om att ha fått Nobelpriset i två olika vetenskapliga kategorier.
Maria Goeppert-Mayer (1906–1972)
Maria Goeppert-Mayer, tysk-amerikansk fysiker, tilldelades Nobelpriset i fysik 1963 tillsammans med Eugene Wigner och J. Hans D. Jensen för "upptäckter beträffande atomkärnornas skalstruktur”. Goeppert-Mayer hade 1948 presenterat en modell som ordnade protonerna och neutronerna i en atomkärna i en serie “skal”, ungefär som elektronerna utanför kärnan.
Donna Strickland (1959–)
Donna Strickland, från Kanada, tilldelades 2018 års Nobelpris i fysik tillsammans med Gérard Mourou och Arthur Ashkin ”för banbrytande uppfinningar inom laserfysik”. Hon utvecklade högintensitetslasern, och tekniken används idag inom forskning men även vid miljontals ögonoperationer varje år för att korrigera brytningsfel.
Andrea Ghez (1965–)
Andrea Ghez är en amerikansk astronom som tillsammans med Reinhard Genzel tilldelades Nobelpriset i fysik 2020 för ”upptäckten av ett supermassivt kompakt objekt i Vintergatans centrum”. Detta objekt är ett svart hål med lika mycket massa som fyra miljoner solar.
Anne L'Huillier (1958–)
Anne L'Huillier tilldelades Nobelpriset i fysik 2023 tillsammans med Pierre Agostini och Ferenc Krausz. Årets tre Nobelpristagare belönas för sina experiment som gett mänskligheten nya verktyg för att utforska elektronernas värld inuti atomer och molekyler. De 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.
Marie Skłodowska-Curie (1867–1934)
Marie Curie, född i Warsawa, tilldelades 1903 Nobelpriset i fysik tillsammans med Henri Becquerel och sin make Pierre Curie för forskningen om radioaktivitet. Hon var den första kvinnan att ta emot Nobelpriset. 1911 tog hon därtill som första kvinna emot Nobelpriset i kemi för upptäckten av grundämnena radium och polonium. Marie Curie är ensam om att ha fått Nobelpriset i två olika vetenskapliga kategorier.
Maria Goeppert-Mayer (1906–1972)
Maria Goeppert-Mayer, tysk-amerikansk fysiker, tilldelades Nobelpriset i fysik 1963 tillsammans med Eugene Wigner och J. Hans D. Jensen “för deras upptäckter beträffande atomkärnornas skalstruktur”. Goeppert-Mayer hade 1948 presenterat en modell som ordnade protonerna och neutronerna i en atomkärna i en serie “skal”, ungefär som elektronerna utanför kärnan.
Donna Strickland (1959–)
Donna Strickland, från Kanada, tilldelades 2018 års Nobelpris i fysik tillsammans med Gérard Mourou och Arthur Ashkin ”för banbrytande uppfinningar inom laserfysik”. Hon utvecklade högintensitetslasern, och tekniken används idag inom forskning men även vid miljontals ögonoperationer varje år för att korrigera brytningsfel.
Andrea Ghez (1965–)
Andrea Ghez är en amerikansk astronom som tillsammans med Reinhard Genzel tilldelades Nobelpriset i fysik 2020 för ”upptäckten av ett supermassivt kompakt objekt i Vintergatans centrum”. Detta objekt är ett svart hål med lika mycket massa som fyra miljoner solar.
Anne L'Huillier (1958–)
Anne L'Huillier tilldelades Nobelpriset i fysik 2023 tillsammans med Pierre Agostini och Ferenc Krausz. Årets tre Nobelpristagare belönas för sina experiment som gett mänskligheten nya verktyg för att utforska elektronernas värld inuti atomer och molekyler. De 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.
