Г-жо Л'Юлие, ако Ви попитат на барбекю парти каква е Вашата професия: какво ще отговорите?
Л'Юлие: Измислих си отговор за такива ситуации, от който съм доста доволна. Така че казвам: работя на границата на лазерната физика и атомната физика. Нашият екип използва къси, много, много къси лазерни импулси като светкавица при камерите. Използваме това, за да заснемаме изключително бързи движения, например на електрони.
Под много, много къси лазерни импулси имате предвид … ?
Л'Юлие: Импулси с продължителност няколко атосекунди.
Как мога да си представя атосекундите?
Л'Юлие: Никак. Има различни опити да се илюстрира краткостта на времевия отрязък. Сравнението, което понякога използвам, е следното: една атосекунда се отнася към една секунда, както една секунда е към цялата възраст на Вселената, т.е. 14 милиарда години. Но дали това наистина помага? Към това съм скептична. Помага ли на Вас?
Да, може би малко.
Л'Юлие: Просто трябва да приемем, че това не може да бъде разбрано с човешкото ни чувство за време. За щастие изобщо не трябва да разчитаме на това. Защото имаме абстрактните методи на математиката и теорията, както и практически експерименти. Една атосекунда е просто 10-18 секунди. Много по-интересен от размишлението за дължината на една атосекунда е въпросът защо изобщо искаме да преминем към толкова кратки времеви скали.
Добре. Защо се нуждаем от импулси с продължителност атосекунди?
Л’Юлие: В природата има процеси, които протичат толкова бързо, че можем да ги измерим само с атосекундни светлинни импулси. Най-важните са движенията на електроните. Колкото по-кратка е светкавицата ни, т.е. импулсът, толкова по-отблизо наблюдаваме процеса. Моята изследователска група в момента основно записва процеси във и около прости атоми, защото е по-лесно. Ако станем съвсем малко по-добри, ще бъде възможно да се наблюдават движения на електрони в по-сложни системи, например в молекули. Химичните реакции се случват, когато електроните се движат. Тези първоначални движения един ден ще бъдат измерими.
А после?
Л'Юлие: Да можеш да измериш нещо е първата стъпка към това да можеш да контролираш нещо. Голямата дългосрочна цел е в крайна сметка да се контролират химичните реакции на ниво електрон.
Какво ще бъде възможно тогава?
Л'Юлие: Трудно е да се даде добре дефинирана визия. Това е просто фундаментално изследване .
Проф. Ан Л'Юлие веднъж отвори вратата към физиката на атосекундните лазерни импулси. С нейните изследвания тя вече се доближава до електроните.
Изследователският екип в Лунд, Швеция, използва фемтосекундни лазерни импулси за генериране на така наречените високи хармоници. Те ги използват за генериране на атосекундни лазерни импулси и така наблюдават атомни процеси.
През 1987 г. в експеримент те откриват как да генерират така наречените високи хармоници. Предпоставка за генериране на атосекундни импулси.
Л’Юлие: Да, това беше щастливо стечение на обстоятелствата! Винаги е най-добре, когато попаднете на нещо, което не сте очаквали. Тогава има с какво да наредите пъзела. Тогава всъщност искахме да бомбардираме благородни газове с интензивна лазерна светлина и да изследваме флуоресцентните ефекти. Оказа се, че най-силната наблюдавана светлина не е флуоресцентна, а по-скоро високите хармоници на лазерната честота. Това откритие промени кариерата ми. С помощта на високите хармоници по-късно беше възможно да се генерират атосекундни импулси и това правя аз все още и до днес.
Мога ли поне да си представя високи хармоници?
Л’Юлие: Да, това става! Тук имам сравнение, което работи много по-добре от това с вселената и атосекундите. Когато навиете струната на цигулка, вие не просто произвеждате чист тон, а също така чиста тонова честота. Възникват и други честоти. В музиката те се наричат обертонове. Те придават цвета на звука. Обертоновете са хармоници. Нещо подобно се случва, когато газ е изложен на интензивни фемтосекундни лазерни импулси при определени условия: създават се нови, много по-късовълнови лазерни честоти. Високите хармоници са обертоновете на лазерната физика.
Какво можете да направите с високи хармонични светлинни импулси?
Л’Юлие: В следващата стъпка направете атосекундните импулси. Но те също са полезни сами по себе си. В момента си сътрудничим с производител на литографски и измервателни технологични системи за полупроводниковата индустрия. Идеята е да се използват високи хармоници за тестване на малките структури върху полупроводници. За мен като основен изследовател това е необичайно конкретен проект. Изненадана съм и щастлива, че работата ни може да стане полезна за обществото.
Лазерната технология също има ли нещо общо с Вашите изследвания?
Л’Юлие: Да. Ние от атосекундната физика насърчаваме производителите на лазери да разработват нови и по-добри лазери с ултракъси импулси от десетилетия. Обратно, ние се възползваме от по-добри източници на лъч. Колкото по-добър е първоначалният източник на лъч, толкова по-добри са високите хармоници, толкова по-добри са атосекундните импулси. Това води до нови технически разработки за нас, като методи за диагностика и измерване в областта на лазерната технология с ултракъси импулси. Така че това е постоянен стимул. В допълнение към тези положителни ефекти, има нещо, което е най-важно за мен в моята работа.
Какво е най-важно за Вас?
Л’Юлие: Аз съм изследовател. Но също така съм и учител. Мога да обучавам много интелигентни млади хора и да наблюдавам как знанията им растат. Смятам, че това е най-големият ми принос.
Ан Л'Юлие е професор по ядрена физика в Университета Лунд в Швеция. Тя се счита за един от най-важните съоснователи на изследователската област на атосекундната физика. Л'Юлие получава през 2023 г. наградата Zukunftspreis на фондация Бертолд Лайбингер за своите изследователски постижения. Няколко дни по-късно тя получава Нобелова награда за физика заедно с Пиер Агостини и Ференц Краус.
