Il Nobel per la fisica agli attosecondi. Ecco perché sono i segnali più brevi di sempre

Dopo l'assegnazione del Nobel per la Medicina andato agli scenziati Katalin Karikò e Drew Weissman per avere gettato le basi per i vaccini a Rna messaggero, oggi è la volta dei Nobel per la Fisica che l'Accademia reale svedese delle scienze ha deciso di assegnare a Pierre Agostini, fisico di origini francesi che lavora negli Stati Uniti, nell' Ohio State University; all'ungherese Ferenc Krausz che dirige in Germania l'Istituto Max Planck di ottica quantistica e ad Anne L'Huillier anche lei di origini francesi, lavora nell'università svedese di Lund.

La motivazione del prestigioso premio è andata: “per i metodi sperimentali che generano impulsi di luce ad attosecondi per lo studio della dinamica degli elettroni nella materia”. Secondo la commissione che ha assegnato l'onoreficenza, i tre scienziati "hanno dimostrato un modo per creare impulsi di luce estremamente brevi che possono essere utilizzati per misurare i processi rapidi in cui gli elettroni si muovono o cambiano energia", fornendo "nuovi strumenti all'umanità per esplorare il mondo degli elettroni all'interno degli atomi e delle molecole". "Le contribuzioni dei premiati - conclude la commissione - hanno reso possibile l'indagine su processi così rapidi che in precedenza era impossibile seguirli".

La ricerca

Gli esperimenti portati avanti da lungo tempo dai tre fisici hanno dimostrato un modo per creare lampi di luce estremamente brevi. Lampi che possono essere utilizzati per distinguere i rapidi processi in cui gli elettroni si muovono o cambiano la loro energia. Nelle ulteriori motivazioni dell'Accademia svedese, si legge che "per le menti umane, gli eventi frenetici fluiscono insieme, proprio come in un film che è costituito da singole immagini fisse ma percepito come un flusso continuo. Se vogliamo indagare su eventi davvero brevi, è necessaria una tecnologia speciale. Nel mondo degli elettroni, i cambiamenti si verificano spesso su scale di poche decine di attosecondi".

Quanto è lungo un attosecondo

L'attoseconso è quindi una misura del tempo così breve che, viene spiegato, "ce ne sono tanti in un secondo, quanti nell'intera età dell'universo", e i vincitori di quest'anno hanno condotto "esperimenti in cui hanno mostrato un modo per produrre lampi di luce che durano così poco tempo da essere misurati in attosecondi". Così, hanno mostrato un metodo per illuminare un momento abbastanza breve da rendere possibile studiare ciò che accade all'interno di atomi e molecole.

I vincitori dello scorso anno

Il Premio Nobel per la Fisica 2022 era stato vinto da Alain Aspect, John F. Clauser e Anton Zeilinger per i loro esperimenti sui fotoni entangled, stabilendo la violazione delle disuguaglianze di Bell e aprendo la strada alla scienza dell'informazione quantistica. "Gli esperimenti reali premiati con il Nobel rappresentano non solo una verifica della meccanica quantistica, ma anche l’inizio di un filone di ricerca sull’informazione quantistica che negli anni recenti sta portando allo sviluppo delle tecnologie quantistiche, dalla crittografia quantistica al teletrasporto, ai computer quantistici. Questo Nobel viene attribuito a lavori di fisica fondamentale che hanno prodotto sviluppi applicativi dalle prospettive rivoluzionarie, mostrando ancora una volta come la ricerca pura sia motore di innovazione e all’origine dei cambi di paradigma", aveva spiegato lo scorso anno Antonio Zoccoli, presidente dell'INFN (Istituto Nazionale Fisica Nucleare).

I vincitori italiani nella storia del Nobel per la fisica

Guglielmo Marconi (10 dicembre 1909) Il primo premio Nobel italiano è stato Guglielmo Marconi, lo scienziato bolognese nato nel 1827. Marconi è forse il più grande inventore che l’Italia abbia mai avuto. Ha vinto il premio Nobel nel 1909 per lo sviluppo della trasmissione di segnali a distanza per via elettromagnetica (telegrafo senza fili), che poi evolverà in una vera e propria radio.

Enrico Fermi (10 dicembre 1938). Nato nel 1901 a Roma e considerato il miglior fisico italiano di tutti i tempi dopo Galileo Galilei. Grazie al suo lavoro e a quello della sua squadra all’istituto di Fisica di Via Panisperna – i famosi "ragazzi di Via Panisperna" - negli anni '30 Roma diventa la capitale mondiale della fisica nucleare. Il Nobel gli verrà consegnato a soli trentasette anni per la dimostrazione dell’esistenza di nuovi elementi radioattivi e la scoperta di reazioni nucleari indotte da neutroni lenti. Da Stoccolma però Fermi non farà più ritorno in Italia. Nel 1938 erano infatti state emanate anche le leggi razziali e con la moglie ebrea, partì alla volta degli Stati Uniti dove fu tra le altre cose un direttore tecnico del progetto Manhattan.

Emilio Gino Segrè (10 dicembre 1959). Collaboratore di Enrico Fermi, è stato il terzo italiano a vincere il Nobel. Venne premiato nel '59 per la scoperta dell’anti-protone. Segrè di soli quattro anni più giovane del collega scienziato, era come lui naturalizzato statunitense. Il governo fascista emanò le leggi razziali mentre si trovava all’Università della California, Berkeley, dove rimase poi per il resto della sua vita.

Carlo Rubia (10 dicembre 1984). 25 anni dopo Segrè, il Nobel della Fisica viene consegnato nuovamente ad un italiano, Carlo Rubbia, classe 1934 che lo vince insieme al collega olandese Simon van der Meer per aver scoperto presso la Harvard University di Cambridge, nel Massachusetts, le particelle W e Z, comunicatori di interazione debole.

Riccardo Giacconi (10 dicembre 2002). Uno degli astrofisici più eminenti del panorama internazionale ottiene nel 2002 il premio per i contributi pioneristici all'astrofisica, che hanno portato alla scoperta di sorgenti cosmiche di raggi X, e in particolare per l'individuazione dei neutrini cosmici.

Giorgio Parisi (10 dicembre 2021). L'ultimo premio Nobel per la Fisica andato ad un italiano è quello a Giorgio Parisi, professore della Sapienza e presidente dell'Accademia Nazionale dei Lincei. Parisi, nato a Roma nel 1984, già dagli anni '80 spiegava che fenomeni apparentemente casuali erano in realtà legati da alcune regole. Quelle ricerche lo porteranno a sviluppare gli studi dei sistemi complessi, per cui vincerà il Nobel.

Con lui lo hanno vinto nello stesso anno anche Syukuro Manabe e Klaus Hasselmann per i loro modelli sul clima e di previsione del riscaldamento globale.

Le donne escluse

Finora, solo quattro donne sono state premiate con il Nobel per la Fisica e ci sono state eccellenti escluse come Lise Meitner, che ha svolto un ruolo cruciale nella scoperta della fissione nucleare.

BREAKING NEWS
The Royal Swedish Academy of Sciences has decided to award the 2023 #NobelPrize in Physics to Pierre Agostini, Ferenc Krausz and Anne L’Huillier “for experimental methods that generate attosecond pulses of light for the study of electron dynamics in matter.” pic.twitter.com/6sPjl1FFzv

— The Nobel Prize (@NobelPrize) October 3, 2023