Wawancara Dengan Pemenang Nobel Anne L'Huillier, Menemukan Visinya Tentang Pulsa Laser Attosecond

Hadiah Nobel Fisika tahun 2023 dianugerahkan kepada Anne L'Huillier dan dua rekannya Pierre Agostini dan Ferenc Krausz, dan baru-baru ini Berthold Leibinger Stiftung menganugerahkan Berthold Leibinger Future Prize kepada fisikawan nuklir tersebut. Penghargaan Masa Depan Leibinger. Dalam sebuah wawancara eksklusif, Anne L'Huillier, yang baru saja dianugerahi Hadiah Nobel Fisika, bercerita tentang penelitian pulsa laser attosecond.
T: Prof. L'Huillier, jika Anda berada di acara barbekyu dan seseorang bertanya apa pekerjaan Anda, apa yang akan Anda katakan?
L＇Huillier: Biasanya saya akan mengatakan bahwa saya bekerja terutama di bidang fisika laser dan fisika atom. Tim kami dapat menerangi dengan pulsa sinar laser yang sangat, sangat pendek, sehingga memungkinkan untuk memotret beberapa proses yang bergerak sangat cepat, seperti yang melibatkan pergerakan elektron. Anda dapat menganggapnya seperti fungsi flash pada kamera biasa.
Q: Saat kamu mengatakan "sangat, sangat pendek", maksudmu......?
L＇Huillier: Hanya pulsa laser yang panjangnya beberapa attodetik.
T: Bisakah Anda menjelaskan secara singkat attodetik?
L＇Huillier: Sebenarnya sangat sulit untuk dijelaskan. Saya pikir mungkin lebih mudah untuk memahami analoginya: 1 attosekon sama dengan 1 detik, sama dengan 1 detik dengan total usia alam semesta (14 miliar tahun). Namun saya tidak begitu yakin uraian ini benar-benar membantu Anda memahami attodetik.
T: Ya, mungkin ini bisa sedikit membantu.
L＇Huillier: Kita akan selalu mempunyai perasaan bahwa attodetik tidak dapat dipahami dalam jangka waktu yang dapat dipahami orang. Untungnya, kita dapat memverifikasinya dengan bantuan teori abstraksi dan eksperimen matematis dan ilmiah, dan dari sini kita mengetahui bahwa 1 attosekon=10-18 detik. Selain itu, pertanyaan yang lebih menarik daripada memikirkan lamanya satu attodetik adalah mengapa kita menginginkan skala waktu yang begitu kecil.
T: Jadi mengapa kita memerlukan pulsa dengan panjang attodetik?
L＇Huillier: Karena proses-proses tertentu di alam begitu cepat sehingga kita hanya dapat mengukurnya dengan bantuan pulsa cahaya attodetik, yang terpenting adalah pergerakan elektron. Semakin cepat kilatannya, yaitu semakin pendek denyut cahayanya, semakin dekat kita dapat mengamati prosesnya. Saat ini, kelompok penelitian saya masih berfokus pada memotret proses sederhana di dalam dan sekitar atom, karena hal ini lebih mudah dicapai. Namun, jika kita dapat membuat kemajuan lebih jauh dalam bidang ini, kita akan dapat mengamati pergerakan elektron dalam sistem yang lebih kompleks, misalnya dalam molekul. Gerakan elektron menyebabkan reaksi kimia. Suatu hari nanti, kita akan dapat mengukur gerakan awal ini.
T: Lalu apa?
L＇Huillier: Pengukuran adalah langkah pertama menuju pengendalian. Jadi dalam jangka panjang, tujuan terbesar kita adalah mampu mengendalikan reaksi kimia pada tingkat elektron.
Q: Mengontrolnya dan menggunakannya untuk apa?
L'Huillier: Sulit bagi saya untuk memprediksi di mana teknologi ini akan digunakan atau apa yang akan berubah di masa depan, tapi itulah penelitian dasarnya.
Tim peneliti Prof Anne L'Huillier di Lund, Swedia, menggunakan laser femtosecond untuk menghasilkan pulsa cahaya harmonik tinggi. Pulsa ini kemudian digunakan untuk menghasilkan pulsa laser attodetik untuk memvisualisasikan proses atom
T: Dalam percobaan tahun 1987, Anda menemukan harmonik tinggi yang merupakan prasyarat untuk menghasilkan pulsa attodetik.
L＇Huillier: Ya, itu kebetulan yang menyenangkan. Itu hal terbaik ketika Anda menemukan sesuatu yang mengejutkan Anda! Artinya ada sesuatu yang menunggu Anda untuk memperbaikinya. Apa yang sebenarnya ingin kami lakukan saat itu adalah membombardir gas mulia dengan laser yang kuat dan mempelajari efek fluoresensi. Ternyata cahaya terkuat yang diamati dalam proses tersebut bukanlah fluoresensi, melainkan harmonisasi frekuensi laser yang tinggi, sebuah penemuan yang mengubah karier ilmiah saya. Dengan menghasilkan harmonik tinggi, pulsa attodetik dapat dihasilkan. Itulah yang masih saya lakukan sekarang.
T: Apakah mungkin untuk membentuk setidaknya gambaran mental tentang generasi harmonik yang tinggi?
L＇Huillier: Ya! Saya mempunyai perbandingan yang lebih baik dibandingkan attodetik dan umur alam semesta. Jika Anda memasukkan busur melalui senar biola, Anda tidak hanya akan mendapatkan nada murni (frekuensi nada murni) tetapi juga frekuensi lainnya. Dalam musik, frekuensi ini disebut nada tambahan, dan memberi warna pada nada; nada tambahan disebut juga harmonik. Hal serupa terjadi ketika Anda memaparkan gas ke pulsa laser femtosecond dalam kondisi tertentu, yang menghasilkan frekuensi laser baru dengan panjang gelombang lebih pendek. Dapat dikatakan bahwa harmonik yang lebih tinggi adalah nuansa fisika laser.
T: Apa yang dapat dilakukan oleh pulsa cahaya harmonik tinggi?
L＇Huillier: Anda dapat menggunakannya untuk menghasilkan pulsa attodetik, tetapi juga berguna. Saat ini kami bekerja sama dengan produsen peralatan litografi dan metrologi untuk industri semikonduktor untuk menggunakan harmonisa tinggi untuk memeriksa struktur mikro semikonduktor. Ini adalah proyek yang sangat nyata bagi orang seperti saya yang melakukan penelitian dasar. Saya terkejut dan senang bahwa pekerjaan kami bermanfaat bagi masyarakat.
Prof Anne L＇Huillier membantu membangun fisika laser attosecond. Karya ini mungkin akan segera menerangi dunia elektronik.
T: Apakah penelitian Anda juga berkontribusi terhadap pengembangan teknologi laser?
L＇Huillier: Tentu saja, pekerjaan kami dalam fisika attodetik terus menginspirasi produsen laser untuk mengembangkan laser pulsa ultrapendek yang baru dan lebih baik selama beberapa dekade terakhir. Tentu saja, kita juga mendapat manfaat dari sumber sinar yang lebih baik. Semakin baik sumber laser awal, semakin baik pula harmonik yang lebih tinggi yang mampu menghasilkan pulsa attodetik. Bagi kami, hal ini mengarah pada kemajuan teknologi lebih lanjut, seperti metode diagnostik dan pengukuran baru di bidang teknologi laser USP - dengan kata lain, kami terus saling menginspirasi. Namun di luar efek samping yang menyenangkan ini, ada hal lain dalam pekerjaan saya yang sangat penting bagi saya.
T: Apa lagi yang sangat penting bagi Anda?
L＇Huillier: Saya seorang peneliti, tetapi saya juga seorang guru. Itu berarti saya bisa mengajar sekelompok anak muda yang cerdas dan menyaksikan mereka tumbuh dan memperkaya pengalaman mereka, yang menurut saya merupakan kontribusi terbesar saya.
Profil Anne L'Huillier
Anne L'Huillier, lahir di Paris pada tahun 1958, adalah seorang fisikawan Perancis dan saat ini Profesor Fisika Atom di Universitas Lund. Beliau adalah salah satu tokoh kunci dalam mendirikan bidang penelitian fisika attodetik dan telah menerima berbagai penghargaan. Awal tahun ini, dia menerima Berthold Leibinger Future Prize atas pencapaian penelitiannya, dan hanya beberapa hari kemudian dia dianugerahi Hadiah Nobel Fisika 2023 bersama Pierre Agostini dan Ferenc Krausz.