Kā iepriekšējā, 2023. gada, nozīmīgākie fizikas atklājumi ietekmē cilvēku dzīvi? Par to Latvijas Radio 1 raidījumā «Zināmais nezināmajā» stāsta Rīgas Tehniskās universitātes (RTU) Dabaszinātņu un tehnoloģiju fakultātes Daļiņu fizikas un paātrinātāju tehnoloģiju institūta doktorants Andris Potrebko.
Par pirmo aizvadītā gada nozīmīgāko notikumu ir izraudzīti pētījumi par elektronu kustību ārkārtīgi īsā laika sprīdī jeb vienā atosekundē, par kuriem trīs zinātnieki Pjērs Agostīni (Pierre Agostini), Ferencs Krauss (Ferenc Krausz) un Anna Lijē (Anne L’Huillier) saņēma Nobela prēmiju fizikā.
A. Potrebko, kurš studē doktorantūras studiju programmā «Daļiņu fizika un paātrinātāju tehnoloģijas» un savu promocijas darba pētījumu izstrādāja Eiropas Kodolpētniecības centrā (CERN), skaidro, ka minētie ir ļoti nozīmīgi pētījumi, jo ir atklāta metode, kā iespējams izpētīt arvien jaunus fenomenus, un tās nozīmi zinātnē viņš salīdzina ar teleskopa un mikroskopa izgudrošanu. «Atosekunžu lāzeris paver mums jaunas iespējas pētījumiem laika skalā. Mēs varam pētīt lietas, kas notiek ļoti, ļoti ātri jeb tik ātri, kā elektronu kustība notiek dažādās ķīmiskajās reakcijās,» stāsta A. Potrebko.
Viņš skaidro, ka vienā sekundē ir tikpat daudz atosekunžu, cik sekunžu ir bijis visā Visuma pastāvēšanas vēsturē. «Ja cilvēkam viens notikums aizņem vienu sekundi, tad atomam svarīgi notikumi notiek atosekundi ilgi. Tad varam teikt, ka vienas sekundes laikā elektrons paspēj izdarīt tikpat daudz svarīgu notikumu, cik mēs kā cilvēki varētu izdarīt Visuma pastāvēšanas laikā,» A. Potrebko ar līdzību ilustrē, cik īsus laika sprīžus iespējams izpētīt ar jaunatklāto metodi.
To var izmantot, piemēram, lai paātrinātu dažādu tehnoloģiju darbības ātrumu. Piemēram, cilvēki cenšas uzgudrot jaunus veidus, lai datoru «sirdis» jeb tranzistori būtu pēc iespējas mazāka izmēra, toties strādātu pēc iespējas ātrāk, taču tam ir ierobežojumi – tranzistorus nav iespējams samazināt vēl vairāk, jo tādā gadījumā tiek traucēta to darbība. Toties ar jaunatklāto metodi gan to varētu izdarīt, atosekunžu lāzerus iebūvējot elektronikā un kontrolējot elektronu darbību tranzistoros, skaidro A. Potrebko.
Kā otrs nozīmīgākais notikums fizikā izvēlēts atoma rentgena uzņēmuma veikšana, kas notika Argonnas Nacionālajā laboratorijā, Ilinoisā, ASV. A. Potrebko skaidro, ka atoma rentgena uzņēmums iegūts, apvienojot divas metodes – skanējošo mikroskopiju un rentgena spektroskopiju. Ar pirmo metodi iespējams noteikt atomu ārējo elektročaulu, savukārt ar otro – kas notiek atomu iekšpusē. Šo metodi var izmantot, lai noteiktu, piemēram, kā izplatās vielas cilvēka ķermenī vai arī jaunu materiālu testēšanā – lai noteiktu materiālu īpašības.
«Rentgenstaru metode var mums pateikt, kā atomi ir sarindoti molekulā, kā elektroni uzvedas iekšpusē, kur ir kāds konkrēts atoms, kas piesārņojis mūsu kristālrežģi, kur viņš nokļūst un kā uzvedas,» raidījumā stāsta A. Potrebko.
