Prémio Nobel da Física 2023: método experimental para o estudo da dinâmica de eletrões

Até ao momento, apenas quatro mulheres tinham recebido o Prémio Nobel da Física. Nas premiações deste ano, o prémio foi concedido a Anne L’Huiller, tornando-se a quinta mulher a ser laureada com o Prémio Nobel nesta área. A cientista compartilha esta distinção com Pierre Agostini e Ferenc Krausz.

Pierre Agostini, Ferenc Krausz and Anne L’Huiller Ilustração de Niklas Elmehed © Nobel Prize Outreach

Os cientistas

Anne L’Huiller realizou o seu mestrado em Física Teórica e Matemática, mas para o seu doutoramento decidiu mudar o seu rumo e começar a dedicar-se á física experimental na Université Pierre et Marie Curie e Commissariat á l´Energie Atomique (CEA), onde defendeu a sua tese em 1986 e conseguiu um cargo de investigadora permanente nesse mesmo ano. Enquanto estudante de pós doutoramento esteve na Suécia e nos Estados Unidos. A partir de 1986, trabalhou permanentemente no Centro de Pesquisa Nuclear Sanclay e, mais tarde, mudou-se para a Suécia, onde é atualmente professora na Universidade de Lund.

Pierre Agostini nasceu na Tunísia. Obteve o seu mestrado e doutoramento na Université Aix-Marseille. Tornou-se investigador na CEA Saclay, onde permaneceu até 2002. Durante estes anos esteve também na Universidade do Sul da Califórnia e FOM Amsterdam. A partir de 2005, tornou-se professor de Física na universidade estadual de Ohio.

Ferenc Krausz nasceu na Hungria. Licenciou-se em Engenharia Elétrica na Universidade de Tecnologia de Budapeste e em Física Teórica na Universidade de Eötvös Loránd em Budapeste. Doutorou-se com distinção em Física Teórica na Universidade de Tecnologia de Viena, onde se tornou, mais tarde, professor de engenharia elétrica . É diretor do instituto Max Planck De Óptica Quântica e professor de Física experimental na Universidade Ludwing Maximilian de Munique.

O que descobriram os cientistas?

Ao nível da ciência, a escala de tempo natural dos átomos é bastante curta. Nas moléculas, os átomos conseguem mover-se em femtossegundos, que é uma unidade de medida do tempo que corresponde a um quadrilionésimo de segundo. Estes movimentos eram, e são possíveis de observar, recorrendo a um laser. No entanto, no mundo dos eletrões, os seus movimentos ocorrem a uma escala de tempo ainda mais curta: os attosegundos. Curiosamente, o número de attosegundos num segundo é igual ao número de segundos que já se passaram desde que o universo passou a existir há 13,8 bilhões de anos atrás. Assim sendo, estes movimentos eram impossíveis de observar, até agora. Os cientistas premiados este ano conseguiram desenvolver métodos capazes de produzir pulsos de luz suficientemente curtos, que permitem “fotografar” os eletrões e desta forma, medir processos em que os eletrões se movem ou mudam de energia. Graças a estes três físicos, agora é possível investigar processos tão rápidos que outrora seriam impossíveis de acompanhar.

Para que serve na prática esta tecnologia?

 Para além destes investigadores contribuírem para o estudo da física do attosegundo, esta investigação poderá demonstrar potencial em diversas áreas. Dois exemplos são a eletrônica, onde é fundamental compreender e regular o comportamento dos eletrões em materiais específicos, mas também em diagnósticos médicos, onde estes pulsos podem ser utilizados para identificar diversas moléculas.

O anúncio dos vencedores

O Prémio Nobel de Física foi anunciado na manhã de 3 de outubro, com transmissão ao vivo as 11h45.

Anne L’Huillier recebeu a notícia durante as suas aulas, através de um telefonema,  na terceira ou quarta tentativa de contacto. Após receber a noticia, continuou a lecionar a aula, sem sequer mencionar aos seus alunos. No entanto, a investigadora francesa comentou após terminar a aula que estava muito emocionada pela honra de receber um prémio que até agora tinha sido concebido maioritariamente a homens, “ é um prémio de prestígio e estou muito feliz em recebê-lo”.

Ferenc Krausz, em declarações à agência Reuters, confessa que lhe custa acreditar que ganhou o prémio. Segundo o investigador , “ Não estava á espera disto, estou perplexo.”

Já Pierre Agostini confessa que foi a partir da filha que recebeu a noticia, quando atendeu uma chamada telefónica em que a mesma lhe perguntou “ é verdade que ganhaste o prémio nobel?”. O investigador, surpreendido respondeu “ Não, claro que não, isso não pode ser verdade”.

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Texto por Inês Marques. Revisto por Diana Cunha e Joana Silva.