Pierre Agostini, Ferenc Krausz e Anne L’Huillier scoprono l’Attosecondo: ed è subito premio Nobel per la fisica 2023. La ricerca ha reso possibile impartire impulsi laser in un miliardesimo di miliardesimo di secondo, un’unità talmente piccola da non poter essere percepita, ma che consente di osservare il movimento degli elettroni.

Il Nobel per l’attoFisica

Anne L’Huillier è stata pioniera di questo lungo viaggio: nel 1987 ha iniziato ad osservare il comportamento dei laser a luce infrarossa attraverso un gas nobile. L’interazione produceva diverse tonalità che hanno portato L’Huillier ad essere la quinta donna ad aver vinto il premio Nobel per la fisica. Krausz, secondo ungherese ad aver vinto il Nobel nel 2023, ha parlato per la prima volta dell’attosecondo nel 2001, sulla rivista Nature, in riferimento al processo elettronico.

The generation of ultrashort pulses is a key to exploring the dynamic behaviour of matter on ever-shorter timescales. Recent developments have pushed the duration of laser pulses close to its natural limit-the wave cycle, which lasts somewhat longer than one femtosecond (1 fs = 10-15 s) in the visible spectral range. Time-resolved measurements with these pulses are able to trace dynamics of molecular structure, but fail to capture electronic processes occurring on an attosecond (1 as = 10-18 s) timescale.

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11734845/

Pierre Agostini, Ferenc Krausz e Anne L’Huillier, l’Attosecondo

 

Cose che avvengono in un attosecondo

Il fisico sperimentale Pierre Agostini ha messo in pratica le nozioni apprese dai suoi colleghi, intuendo che le scoperte dei suoi colleghi avrebbero portato non soltanto all’attosecondo, quanto soprattutto a quello che succede in un attosecondo. Il movimento di rotazione della molecola in condizioni naturali avviene in milioni di attosecondi, questo significa che in un attosecondo è possibile osservare la molecola come se fosse congelata. Inutile dire che si tratta inevitabilmente di una svolta importante: avere un fotogramma subatomico consentirà di comprendere meglio alcuni processi biologici fondamentali, avvicinarsi a realtà che fino a qualche giorno fa si ritenevano inimmaginabili, come l’elettronica molecolare.

Non stiamo violando il principio di Heisenberg, ma possiamo dire ad esempio se l’elettrone si trova in un lato o nell’altro della molecola. Non è come seguire una particella attorno a un atomo, ma consente comunque di ottenere molte informazioni. Fra gli obiettivi di questa tecnica, ad esempio, c’è quello di poter vedere esattamente com’è distribuita la carica in una molecola. Un elettrone è più che altro un’onda attorno alla molecola, e quello che possiamo misurare è la dinamica dell’elettrone, quanto ci mette a muoversi.

Anne L’Huillier, telefonata in diretta da Stoccolma 

Non tarda ad arrivare la puntualizzazione: la L’Huillier tiene a specificare che questa scoperta non mette a repentaglio i postulati della meccanica quantistica. Tantomeno mina il principio di assoluta generalità alla base della fisica moderna. Molte sono le domande, poche le risposte finora, ma certamente è un inizio, un inizio niente male. Non c’è occasione più azzeccata di questa per usare le parole di Antoine De Saint-Exupery:

L’essenziale è invisibile agli occhi

Ed è subito Nobel!