NOBEL VẬT LÝ 2023: Mở cánh cửa đến thế giới electron

Hội đồng Nobel tại Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển hôm 3-10 vinh danh 3 nhà vật lý Pierre Agostini, Ferenc Krausz và Anne L’Huillier. 

Các thí nghiệm độc lập do họ thực hiện đã tạo ra xung ánh sáng ngắn đến mức được đo bằng atto giây. Các xung này có thể được sử dụng để cung cấp hình ảnh về hoạt động của hạt electron (hạt điện tử, một hạt hạ nguyên tử) bên trong nguyên tử và phân tử.

Trong đó, bà Anne L’Huillier vào năm 1987 phát hiện sự thay đổi tinh vi chưa từng biết của ánh sáng có nguồn gốc từ các electron khi bà truyền ánh sáng laser hồng ngoại qua một loại khí hiếm. Điều này đã đặt nền móng cho những đột phá tiếp theo. 

Năm 2001, ông Pierre Agostini thành công trong việc tạo ra và nghiên cứu một loạt xung ánh sáng liên tiếp, trong đó mỗi xung chỉ kéo dài 250 atto giây. 

Gần như cùng thời điểm đó, ông Ferenc Krausz tiến hành một loại thử nghiệm khác, theo đó có thể tách ra xung ánh sáng đơn lẻ kéo dài 650 atto giây.

Giải Nobel Vật lý năm 2023 được công bố tại Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển hôm 3-10 Ảnh: REUTERS

"Đóng góp của những người đoạt giải đã cho phép nghiên cứu các tiến trình nhanh đến mức trước đây không thể theo dõi được. Chúng ta giờ đây có thể mở cánh cửa đến thế giới electron. Vật lý atto giây cho chúng ta cơ hội hiểu được các cơ chế chịu sự chi phối của electron. Bước tiếp theo là sử dụng chúng" - Chủ tịch Ủy ban Nobel Vật lý Eva Olsson cho biết.

Do electron là một thành phần cơ bản của nguyên tử, "viên gạch" xây dựng nên vạn vật, các xung ánh sáng giúp nắm bắt được hoạt động của electron có tiềm năng ứng dụng đa lĩnh vực. 

Chẳng hạn như việc hiểu và kiểm soát các cách thức hoạt động của electron sẽ tác động đến mọi tính chất của vật liệu, do đó có thể giúp nâng tầm công nghệ vật liệu. Trong hóa học, vật lý atto giây có thể được sử dụng để hiểu các phản ứng hóa học ở cấp độ nguyên tử, đem lại cơ hội khống chế các phản ứng này.

Xung atto giây cũng có thể được sử dụng để xác định các phân tử khác nhau nhờ việc theo dõi hoạt động của các nguyên tử và hạ nguyên tử bên trong phân tử đó, từ đó có thể ứng dụng trong chẩn đoán y tế. Ví dụ trong chẩn đoán hình ảnh, công nghệ atto giây có thể giúp tạo ra nguồn tia X mạch lạc hơn, loại bỏ yếu tố nhiễu để phơi bày các cấu trúc phân tử chuẩn xác hơn, điều sẽ tác động mạnh mẽ đến kết quả.

Trong các cá nhân được trao giải Nobel Vật lý 2023, bà L’Huillier lập tức nhận được sự chú ý của truyền thông bởi là gương mặt nữ hiếm hoi của giải thưởng vốn được "thống trị" bởi nam giới này. 

Theo trang Nobel Prize, trước bà L’Huillier chỉ có 4 người phụ nữ được vinh danh với Nobel Vật lý. Nữ khoa học gia cho biết bà đang giảng dạy thì nhận được cuộc gọi thông báo rằng bà đã đoạt giải Nobel Vật lý.

"Không có nhiều phụ nữ nhận được giải thưởng này nên đây là điều rất đặc biệt" - trang The Guardian dẫn lời bà L’Huillier cho biết.