Quanto è veloce l'attosecondo?

Il Premio Nobel per la Fisica del 2023 è stato assegnato a tre scienziati per le loro ricerche sull'attosecondo, che potrebbero portare a scoperte rivoluzionarie nel campo dell'elettronica e della chimica.

I tre scienziati Pierre Agostini, Ferenc Krausz e Anne L'Huillier hanno ricevuto il Premio Nobel per la Fisica nel 2023. Foto: CNN

L'Accademia Reale Svedese delle Scienze ha annunciato che gli scienziati Pierre Agostini (55 anni), Ferenc Krausz (61 anni) e Anne L'Huillier (65 anni) sono i vincitori del Premio Nobel per la Fisica 2023, per i loro metodi sperimentali che consentono di creare impulsi luminosi di attosecondi per studiare la dinamica degli elettroni nella materia, alle 16:45 del 3 ottobre (ora di Hanoi ).

Il loro lavoro con i laser fornisce agli scienziati strumenti per osservare, e possibilmente persino controllare, gli elettroni. Ciò potrebbe portare a scoperte rivoluzionarie in molti campi, come l'elettronica e la chimica.

Un attosecondo è un miliardesimo di miliardesimo di secondo. In parole più semplici, il numero di attosecondi in un secondo equivale al numero di secondi nell'intera storia dell'universo, lunga 13,8 miliardi di anni. Secondo Hans Jakob Woerner, ricercatore presso il Politecnico Federale di Zurigo (ETH), l'attosecondo è il più breve intervallo di tempo che gli esseri umani possono misurare direttamente.

La capacità di operare entro questo intervallo di tempo è cruciale perché questa è la velocità con cui si muovono gli elettroni, i componenti vitali di un atomo. Ad esempio, un elettrone impiega 150 attosecondi per percorrere un'orbita completa attorno al nucleo di un atomo di idrogeno.

Ciò significa che lo studio degli attosecondi permette agli scienziati di accedere a un processo fondamentale che prima era al di fuori della loro portata. Tutti i dispositivi elettronici sono influenzati dal movimento degli elettroni e, secondo Woerner, il limite di velocità attuale è di nanosecondi. Se i microprocessori potessero essere convertiti in attosecondi, sarebbe possibile elaborare le informazioni un miliardo di volte più velocemente.

Un atomo è costituito da un nucleo formato da protoni e neutroni, circondato da elettroni. (Immagine: Rost-9D/Getty)

La fisica svedese di origine francese, Anne L'Huillier, fu la prima a scoprire uno strumento in grado di svelare i segreti dell'attosecondo. Questo strumento utilizza laser ad alta potenza per generare impulsi di luce a intervalli estremamente brevi.

Franck Lepine, ricercatore presso l'Istituto francese di luce e materia che in precedenza ha lavorato con L'Huillier, descrive lo strumento come una sorta di pellicola creata per gli elettroni. Lo paragona al lavoro di due pionieri del cinema francese, i fratelli Auguste e Louis Lumière, che costruivano le scene scattando una serie di fotografie. Secondo John Tisch, professore di fisica laser all'Imperial College di Londra, si tratta di un dispositivo che emette impulsi di luce estremamente rapidi, proiettandoli sui materiali per raccogliere informazioni sulle loro reazioni nel tempo.

Tutti e tre i vincitori di ieri detenevano in precedenza il record mondiale per l'impulso luminoso più breve. Nel 2001, un team di ricerca guidato dallo scienziato francese Pierre Agostini creò un impulso luminoso della durata di soli 250 attosecondi. Il team di L'Huillier superò quel record con 170 attosecondi nel 2003. Nel 2008, il fisico austro-ungarico Ferenc Krausz ridusse ulteriormente tale valore di oltre la metà, con un impulso di 80 attosecondi.

Il team di ricerca di Woerner detiene attualmente il Guinness World Record per l'impulso luminoso più breve, con una durata di 43 attosecondi. Woerner stima che con la tecnologia attuale questo tempo potrebbe essere ulteriormente ridotto a pochi attosecondi.

Gli esperti affermano che la tecnologia degli attosecondi non è ancora diffusa, ma il futuro si preannuncia promettente. Finora, gli scienziati sono riusciti a utilizzare gli attosecondi principalmente per osservare gli elettroni. Controllare gli elettroni e manipolarne il movimento è ancora fondamentalmente irraggiungibile, o sta solo ora iniziando a diventare fattibile, secondo Woerner. Ciò potrebbe rendere i dispositivi elettronici molto più veloci e potenzialmente innescare una rivoluzione in chimica.

"Non saremo limitati a ciò che le molecole fanno naturalmente, ma potremo invece adattarle alle nostre esigenze", ha affermato Woerner. Ha aggiunto che la "chimica dell'atto" potrebbe portare a celle solari più efficienti, o persino utilizzare l'energia luminosa per produrre combustibili puliti.

Thu Thao (secondo l' AFP )

Link alla fonte: https://vnexpress.net/atto-giay-nhanh-den-dau-4660582.html