КЛУБЫ ПО ИНТЕРЕСАМ

Это новый рубеж знания и передний край диагностики, когда одновременно можем смотреть процессы с очень детальным пространственным разрешением - на уровне пикометров - и аттосекундным временным разрешением. Так, если суммировать в одной фразе, объяснил и прокомментировал академик РАН Александр Сергеев суть и значение научных исследований, отмеченных Нобелевской премией по физике за
Лауреатов, напомним, трое: Пьер Агостини и Анн Ль'Юйе (родились во Франции, работают в разных странах), а также Ференц Крауз (венгр по происхождению, работает сейчас в Германии). Высокого признания коллег они удостоены "за экспериментальные методы получения аттосекундных импульсов для изучения динамики электронов внутри атомов и молекул".
На такое решение Нобелевского комитета академик Сергеев просто не мог не отозваться. Один из крупнейших в России специалистов по этой научной тематике, в недавнем прошлом президент РАН, а ныне научный руководитель Национального центра физики и математики, сопредседатель направления НЦФМ "Физика высоких плотностей энергии", он подтвердил прорывной характер исследований, удостоенных Нобелевской премии.
Отмечены работы, связанные с созданием очень коротких оптических импульсов. Если мы говорим о том, что период видимого излучения составляет несколько фемтосекунд (10^-15 секунд), то здесь физики освоили диапазон длительности излучения аттосекундный (10^-18 секунды), что существенно меньше одного периода оптических колебаний…
По словам академика Сергеева, "это новый рубеж знания", за которым открываются иные возможности изучать устройство мира.
"Если у нас есть часы со стрелкой 1 секунда, мы никогда не увидим процессы, которые длятся микросекунду, - пояснил научный руководитель НЦФМ. - Продвижение вглубь шкалы времени - это рубеж за рубежом, которые преодолевают учёные, чтобы изучать очень короткие во времени процессы, потому что там есть своя физика".
Нобелевская премия по медицине присуждена разработчикам мРНК-вакцин против COVID-19
Александр Сергеев прямо связал это с созданием лазеров короткой длительности, развитием фемтосекундной оптики и напомнил, что пять лет назад была присуждена Нобелевская премия за создание лазеров с очень высокой пиковой мощностью.
"Эта тематика очень близка к той, о которой сейчас говорим. Мощные поля и короткие импульсы связаны друг с другом - для того, чтобы получить мощное поле, мы должны генерировать очень короткие импульсы. И, наоборот, мощное лазерное излучение позволяет нам двигаться дальше вглубь шкалы времени".
Аттосекундный диапазон (в одной фемтосекунде 1000 аттосекунд - прим.ред.) очень интересен, потому что мы фактически можем рассмотреть характерное движение электрона внутри атома. А фемтосекундный диапазон, для сравнения, позволяет проследить движение атома в молекуле. Когда мы понимаем, как электроны двигаются вокруг ядер в атомах, это позволяет нам рассматривать реальное движение электронов не только в отдельных атомах, но и в более сложных структурах…
Другими словами, пояснил академик Сергеев, мы получили возможность генерировать короткие импульсы для наблюдения процессов в веществе. В результате нам открывается мир в совсем новом диапазоне.
"Это передний край диагностики, когда мы одновременно можем смотреть процессы с очень детальным пространственным разрешением (от нанометров уходим на уровень пикометров) и аттосекундным временным разрешением. Мы в России очень активно работаем в этих направлениях и прекрасно знакомы с уважаемыми коллегами, которые удостоены Нобелевской премии. В Национальном центре физики и математики, который сейчас строим в Сарове, тематика сверхсильных оптических полей, в том числе аттосекундных импульсов - одна из основных", - заключил Александр Сергеев.

По научной программе НЦФМ создается Центр исследования экстремальных световых полей с фемтосекундными лазерами. А недавно, в рамах XIV Всероссийской школы по лазерной физике и технологиям, ведущие учёные страны обсудили создание новых лазерных центров в России и актуальные задачи физики высоких плотностей энергии.

Лауреатами Нобелевской премии по химии в 2023 году стали Мунги Бавенди (Массачусетский технологический институт, США), Луис Брус (Колумбийский университет, США) и Алексей Екимов (компания Nanocrystals Technology Inc., США). Премия присуждена за открытие и синтез квантовых точек. В комитете отметили, что это открытие является "фундаментальным в сфере нанотехнологий".
Квантовые точки – это полупроводниковые частицы размером в несколько нанометров, которые способны к флуоресценции при возбуждении в довольно широкой области спектра. Квантовые эффекты влияют на оптические свойства квантовых точек в силу их размера. Преимущество полупроводниковых нанокристаллов – яркость и высокая фотостабильность, поэтому они светят долго и не "выгорают" в сравнении с флуоресцентными красителями. Еще ими легко управлять, поскольку их спектральные свойства напрямую зависят от размера, то есть, меняя размер квантовых точек, можно изменить их свойства.
Квантовые точки используются для обеспечения яркости экранов компьютеров и телевизоров и способствуют повышению качества передаваемого через них изображения, применяются при создании некоторых светодиодных ламп. Квантовые точки как один из основных объектов нанотехнологий найдут применение в молекулярной медицине, биологических исследованиях и могут стать основой наноустройств будущего. Ранее в научных источниках сообщалось, что квантовые точки позволяют ученым заглянуть в растущую опухоль, помогут создать на основе себя нейросети и даже квантовые компьютеры.
Алексей Екимов родился в 1945 году в СССР, окончил физический факультет Ленинградского государственного университета. Долгое время работает в США, в компании Nanocrystals Technology Inc. В 1981 году, работая в Государственном оптическом институте имени Вавилова в Ленинграде, он смог первым получить в стеклянной матрице квантовые точки из хлорида меди, придававшие стеклу различные цвета. Цвет давали наночастицы хлорида меди, и Екимов продемонстрировал, что размер частиц влияет на цвет стекла посредством квантовых эффектов.
Луис Брюс родился в 1943 году в Кливленде. В 1969 году он получил степень доктора философии в Колумбийском университете, где сейчас преподает. В 1983 году Брюс синтезировал первый коллоидный раствор квантовых точек.
Мунги Бавенди родился в Париже в 1961 году. В настоящее время он работает в Массачусетском технологическом институте. В 1993 году Бавенди настолько усовершенствовал химическое производство квантовых точек, что удалось создавать почти идеальные частицы. Совместно с коллегами он разработал эффективный способ синтеза монодисперсных растворов квантовых точек необходимого размера.
Нобелевскую премию по химии 2022 года получили Каролин Бертоцци (США), Мортен Мельдаль (Дания) и Барри Шарплесс (США) "за разработку клик-химии и биоортогональной химии". В 2021 году награда досталась Бенджамину Листу (Германия) и Дэвиду Макмиллану (США) за развитие асимметрического органокатализа. А в 2020 году Нобелевский комитет отметил разработчиц "генетических ножниц" CRISPR/Cas Эммануэль Шарпантье (Институт инфекционной биологии Общества Макса Планка) и Дженнифер Дудну (Калифорнийский университет в Беркли).