Nobel iz fizike za kratkoću

Ovogodišnja Nobelova nagrada za fiziku dodeljena je za jedan neobičan rekord koji su fizičari uspeli da postave. Čovek inače postavlja raznovrsne rekorde – osvaja najviše vrhove, skače sa najvećih visina, šalje robotizovane sonde na najveće (svemirske) dubine, dostiže najniže moguće temperature (na domak apsolutnoj nuli) i uopšte, ponekad traži najviše ili najmanje od sebe i sveta u kome živi.  Zamislite sledeći cilj – da proizvede nešto što najkraće traje. Koliko to nešto može biti kratko?

Trenutni svetski rekord u ovoj uvrnutoj disciplini mnogo je kraći od stvari koje tradicionalno smatramo da se brzo dešavaju. Metaforični “treptaj oka” traje beskrajno dugo, celu jednu trećinu sekunde, zamah krilima muve traje bitno kraće, oko jedan hiljaditi deo sekunde, odnosno milisekund,  ali je to i dalje vrlo usporena stvar, a kad ako pokušamo da pronađemo stvari koje traju milioniti ili milijarditi deo sekunde, naći ćemo se u svetu kratkih radio-signala, ciklusa mikrorpocesora, brzih radioaktivnih raspada i impulsa laserske svetlosti. Ovi poslednji, impulsi lasera, pokazalo se, mogu da se udese tako da traju zaista vrlo kratko. I fizičari to rade.

Svetski rekord u kratkoći laserskog impulsa je 43 atosekunde, što je postignuto 2017. godine u jednoj laboratoriji u prestižnom ETH u Cirihu. Kad govorimo o takozvanoj atosekundi, reč je trajanju koje je milijardu milijardi puta kraće od jedne sekunde. Ovo “trajanje” je od jedne sekunde zapravo kraće otprilike onoliko koliko je jedna sekunda kraća od starosti Univerzuma (15 milijardi godina).  Prefiks ato, pozajmljen iz danskog jezika gde znači osamnaest, u fizici se koristi za trajanje koje je 18 redova veličine manje od sekunde (10^-18).

Da bi se postigla takva “kratkoća”, bilo je nužno da se izuzetno razvije fizika lasera koja danas ima ogromne primene u telekomunikacijama i drugim modernim oblastima. Fizičari u vrlo razvijenim laboratorijama danas koriste lasere koji proizvode takozvane femtosekunde impulse i koji imaju velike primene u snimanju jako brzih procesa u prirodi, ali oni su čak hiljadu puta sporiji od onih najbržih, atosekundih. Nobelov komitet je ove godine zato, pomalo neočekivano, osvetlio malu zajednicu posvećenih entuzijasta koja se bavi upravo najbržom mogućom, atosekundom fizikom.

Švedska kraljevska akademija nauka dodelila je u utorak Nobelovu nagradu za fiziku 2023. godinu Pjeru Agostiniju, Ferencu Кrausu i Ani L’Ulije, za eksperimente koji generišu atosekundne impulse. Agostini je fizičar sa Univerziteta Ohajo u SAD, Kraus radi uMaks Plank institutu za kvantnu optiku u Nemačkoj, dok je L’Ulije profesorka na Univerzitetu Lund u Švedskoj. Ona je inače tek peta žena koja je dobila Nobelovu nagradu u fizici, što je okolnost koja je pozdravljena u medijima širom sveta.

Radovi ovogodišnjih Nobelovaca omogućili su razvoj brzih laserskih pusleva, a Nobelov komitet je posebnu pažnju poklonio pitanju koje ste već verovatno sebi postavili – čemu služi takvo jedno otkriće i takav rekord, prebrz da bi se uopšte i razumeo?

Odgovor je vrlo jednostavan i zapravo očigledan – kao što se u svetu insekata stvari odvijaju brže nego u svetu ljudi, ako odemo u svet zaista vrlo malog, u svet elektrona, shvatićemo da se oni kreću tako brzo da bi mogli biti snimljeni bilo kojim poznatim mikroskopskim uređajima jer su previše spori za to. Zapravo, njihove “kretnje” traju atosekundu i da bi se snimili, nužno je koristiti atosekunde impulse koji su postali mogući zahvaljujući radovima ovogodišnjih Nobelovaca. Njihov otkriće je zapravo otvorilo pogled na život elektrona. Kada ga jednom budemo posmatrali na filmu, svet koji znamo neće više biti isti, a biće to zahvaljujući uvrnutom rekordu koji su laserski fizičari postigli.

Čitajte dnevne vesti, analize, komentare i intervjue na www.vreme.com