O Prêmio Nobel de Física 2023 foi concedido a dois franceses e um húngaro que criaram ferramentas para estudar o comportamento de elétrons com pulsos de luz numa escala de tempo minúscula. Anne L’Huillier, Pierre Agostini e Ferenc Krausz vão dividir em três partes o prêmio de 11 milhões de coroas suecas (US$ 992 mil).

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Os cientistas foram escolhidos por terem desenvolvido "métodos experimentais que geram pulsos de luz de attosegundos para o estudo da dinâmica de elétrons na matéria", de acordo com o Instituto Nobel. (Um attosegundo equivale a um segundo dividido por um quintilhão.)

Os pulsos de luz extremamente curtos aos quais o prêmio faz referência podem ser usados para medir os processos rápidos nos quais os elétrons se movem ou mudam de energia. As contribuições dos laureados permitiram a investigação de processos que são tão rápidos que antes eram impossíveis de acompanhar. Hoje, seus métodos de trabalho ganharam aplicação em diversos campos, notadamente em eletrônica de precisão e em medicina diagnóstica.

"Os movimentos dos elétrons nos átomos e moléculas são tão rápidos que são medidos em escala de attossegundo. Um attosegundo está para um segundo assim como um segundo está para a idade do universo. As experiências conduzidas pelos laureados deste ano demonstraram que os pulsos de attossegundos poderiam ser observados e medidos, e que também poderiam ser usados em novos experimentos", destacou o instituto.

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Com o attosegundo acessível, as rajadas de luz instantâneas podem ser usadas para estudar os movimentos dos elétrons. Agora já é possível produzir pulsos de apenas algumas dezenas de attosegundos, e a tecnologia continua sendo aprimorada para atingir escala ainda menor.

O ciclo de descobertas do trio de cientistas começou em 1987, quando a francesa Anne L’Huillier constatou que a luz laser infravermelha interagindo com moléculas de gases nobres (os elementos da última coluna da tabela periódica) ganha energia e é retransmitida na forma desses pulsos de luz rápida.

O também francês Agostini, em 2001, aprimorou o desenho experimental de Huillier, obtendo pulsos de luz de apenas 250 attossegundos. O húngaro Krausz foi o cientista que finalmente conseguiu isolar um pulso único de luz nessa escala.

A importância de manipular a luz em rajadas ultrarrápidas é que pulsos de luz mais lentos não conseguiam caputrar imagens dos elétrons em processos físicos, produzindo imagens borradas, como fotografias de uma pessoa que se mexe no momento do clique.

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Huillier é hoje professora da Universidade de Lund (Suécia). Krausz leciona na Universidade Ludwig-Maximilians de Munique (Alemanha), e Agostini na Universidade do Estado de Ohio (EUA).

Ciência pura e aplicações

Durante a cerimônia de anúncio do prêmio, os organizadores conseguiram telefonar para L'Huillier, a quinta cientista mulher a ganhar um Nobel de Física na história, e a cientista concedeu uma entrevista coletiva. Muito emocionada, ela contou que estava na universidade nesta manhã quando recebeu a notícia.

— Eu estava dando aula e, durante um intervalo, atendi o telefone depois que vi alguém insistindo em me ligar pela terceira ou quarta vez. A minha última meia hora de aula ficou um pouco comprometida. — contou.

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L'Huillier agradeceu o comitê do Nobel pelo prêmio e disse que ele coroa uma aposta na ciência básica, com uma longa dedicação ao tema escolhido.

— Estamos trabalhando nesse campo há 30 anos e só agora começaram a aparecer aplicações. A pesquisa básica é muito importante e precisa ser financiada por diferentes instituições — afirmou.

Eva Olsson, presidente do comitê do Nobel de Física, explicou na cerimônia que, em eletrônica de precisão, as descobertas dos cientistas permitem que dispositivos de silício atinjam uma transição ultrarrápida entre os estados isolante e condutor, aumentando a precisão de dispositivos.

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Em medicina, é possível usar os elétrons para obter uma assinatura molecular de amostra de sangue e outros materiais biológicos.

Após Agostini aprimorar a técnica de metrologia de elétrions criada por L'Huillier, ela foi batizada com o acrônimo RABBIT (reconstrução do batimento de attossegundos da interferência de transição de dois fótons). Essa tecnologia tem hoje importância também na ciência dos materiais, para análise da composição física de diferentes substratos sólidos.