2023年のノーベル物理学賞は、アト秒に関する研究を行った3人の科学者に授与された。この研究は、電子工学と化学における画期的な進歩につながる可能性がある。
ピエール・アゴスティーニ、フェレンツ・クラウス、アンヌ・リュイリエの3人の科学者が2023年のノーベル物理学賞を受賞した。写真： CNN
スウェーデン王立科学アカデミーは、10月3日午後4時45分（ハノイ時間）、物質中の電子ダイナミクスを研究するためのアト秒光パルスを生成する実験手法を開発した科学者、ピエール・アゴスティーニ氏（55歳）、フェレンツ・クラウス氏（61歳）、アンヌ・リュイリエ氏（ 65歳）が2023年のノーベル物理学賞を受賞すると発表した。
彼らのレーザーを用いた研究は、科学者たちに電子を観測し、場合によっては制御するためのツールを提供する。これは、電子工学や化学など、多くの分野で画期的な進歩をもたらす可能性がある。
アト秒とは、1秒の10億分の1のことです。もっと簡単に言うと、1秒に含まれるアト秒の数は、宇宙の138億年の歴史における秒数に相当します。スイス連邦工科大学チューリッヒ校（ETHチューリッヒ）の研究者、ハンス・ヤコブ・ヴェルナー氏によると、アト秒は人間が直接測定できる最短の時間単位です。
この時間枠内で動作できる能力は極めて重要です。なぜなら、これは原子の重要な構成要素である電子が動作する速度だからです。例えば、電子が水素原子の原子核の周りを一周するのに150アト秒かかります。
これは、アト秒の研究によって、科学者がこれまで手の届かなかった根本的なプロセスにアクセスできるようになることを意味する。すべての電子機器は電子の動きの影響を受けており、現在の速度限界はナノ秒であるとウォーナー氏は述べている。マイクロプロセッサをアト秒に変換できれば、10億倍速い情報処理が可能になるかもしれない。
原子は、陽子と中性子からなる原子核と、その周囲を取り囲む電子から構成されている。（画像： Rost-9D/Getty）
フランス系スウェーデン人物理学者アンヌ・リュイリエは、アト秒の世界への扉を開くツールを初めて発見した人物である。このツールは、高出力レーザーを用いて極めて短い間隔で光パルスを生成する。
以前リュイリエ氏と共同研究を行ったフランス光物質研究所の研究員、フランク・レピーヌ氏は、この装置を電子のために作られたフィルムのようなものだと表現している。彼は、一連の写真を撮影することでシーンを構築したフランスの映画製作の先駆者であるオーギュスト・リュミエールとルイ・リュミエール兄弟の作品になぞらえている。インペリアル・カレッジ・ロンドンのレーザー物理学教授、ジョン・ティッシュ氏によれば、これは極めて高速な光パルスを物質に照射し、その時間経過に伴う物質の反応に関する情報を収集できる装置のようなものだという。
昨日の3人の受賞者はいずれも、これまで最短光パルスの世界記録保持者だった。2001年、フランスの科学者ピエール・アゴスティーニ率いる研究チームは、わずか250アト秒の光パルスを作り出した。2003年には、リュイリエのチームが170アト秒でその記録を更新。2008年には、オーストリア＝ハンガリー帝国の物理学者フェレンツ・クラウスが、80アト秒のパルスでその記録を半分以下に短縮した。
ヴェルナー氏の研究チームは現在、43アト秒という最短の光パルスのギネス世界記録を保持している。ヴェルナー氏は、現在の技術を用いれば、この時間をさらに数アト秒まで短縮できると推定している。
専門家によると、アト秒技術はまだ広く普及していないものの、将来性は有望だという。現在までに、科学者たちは主に電子の観測にアト秒を利用してきた。ヴェルナー氏によれば、電子を制御したり、その動きを操作したりすることは、根本的にはまだ不可能、あるいはようやく実現可能になり始めたばかりだという。これは電子機器の高速化につながり、化学分野に革命をもたらす可能性を秘めている。
「私たちは分子が本来持つ性質に縛られることなく、ニーズに合わせて分子をカスタマイズできるようになるでしょう」とウォーナー氏は述べた。さらに、「アト化学」によって、より効率的な太陽電池の開発や、光エネルギーを利用したクリーン燃料の製造が可能になるかもしれないと付け加えた。
トゥ・タオ（ AFP通信によると）
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