Der optische Physiker Margaret Murnane hat gewonnen die Isaac-Newton-Medaille und der Preis 2022 für „für bahnbrechende und nachhaltige Beiträge zur Entwicklung ultraschneller Laser und kohärenter Röntgenquellen und der Nutzung solcher Quellen zum Verständnis der Quantennatur von Materialien“. Präsentiert von der Institut für Physik (IOP), die veröffentlicht Physik-Welt, wird der internationale Preis jährlich für „weltweit führende Beiträge zur Physik“ vergeben.
Murnane wurde 1959 in County Limerick, Irland, geboren und erwarb 1983 einen Master-Abschluss in Physik am University College, Cork. Anschließend zog sie in die USA, um an der University of California in Berkeley in Laserphysik zu promovieren, die sie abschloss 1989. Murnane blieb in den USA und arbeitete zunächst an der Washington State University und dann 1996 an der University of Michigan, Ann Arbor. 1999 wechselte Murnane an die University of Colorado in Boulder, wo sie seitdem geblieben ist.
Es wurde angenommen, dass es zu schwierig sein würde, einen Röntgenlaser zu entwickeln, da der Leistungsbedarf mehr als das Milliardenfache eines sichtbaren Lasers betragen würde. Doch die Arbeit von Murnane und Kollegen, die sich über drei Jahrzehnte erstreckt, hat diesen Glauben auf den Kopf gestellt, als es ihnen gelang, hochintensive Röntgenlaser zu entwickeln und dann zu verkleinern, sodass sie jetzt auf Tischplatten passen und sie zugänglicher und erschwinglicher machen.
Murnane und Kollegen begannen diese Bemühungen Anfang der 1990er Jahre im US-Bundesstaat Washington, wo sie ein Gerät entwickelten, das auf einem mit Titan dotierten Saphirlaser basierte und Pulse mit einer Dauer von weniger als 10 Femtosekunden erzeugen konnte. Anschließend arbeiteten sie an der Verstärkung dieser Pulse, um eine Spitzenleistung von etwa einem Terawatt zu erzeugen.
Murnane – zusammen mit ihrem Partner Henry Kapteyn – begann daraufhin, die Wellenlänge in Richtung Röntgenstrahlen zu verschieben. Sie verwendeten einen Prozess namens „High-Order Harmonic Generation“, bei dem ein Edelgas verwendet wird, um einen Femtosekunden-Laserpuls in ultraviolette Wellenlängen umzuwandeln. 2012 gelang es Murnane dann, Röntgenlicht aus einem Tischlaser zu erzeugen.
Die Techniken, die Murnane und Kollegen im Laufe der Jahrzehnte entwickelt haben, haben viele Anwendungen gefunden, beispielsweise in der medizinischen Bildgebung und für den industriellen Einsatz. Tatsächlich gründeten Murnane und Kapteyn gemeinsam ein Spin-off-Laserunternehmen, KMLabs.
sagte Murnane Physik-Welt es sei eine „große Ehre“, den Preis für ihre Arbeit in der Laserphysik zu erhalten. „Ich bin überrascht, demütig und dankbar über die Nachricht“, fügte Murnane hinzu. „Durch die Physik habe ich so viele wunderbare Freunde gefunden, meinen Lebenspartner kennengelernt und mit großartigen Studenten und Mitarbeitern aus der ganzen Welt zusammengearbeitet.“
Eine positive Wirkung
Murnanes Ehre war Teil der IOPs breitere 2022 Auszeichnungen, die alle anerkennen, von Nachwuchswissenschaftlern und Lehrern bis hin zu Technikern und Fachspezialisten.
Weitere Gewinner sind Wissenschaftsjournalist, Rundfunksprecher und regelmäßig Physik-Welt Beiträger Sharon-Ann Holgate der die William Thomson, Lord Kelvin Medal und den Preis für „die Vermittlung von Wissenschaft an ein breites Publikum und für die positive Darstellung von Wissenschaftlern mit nicht-traditionellem Hintergrund“ erhält.
„Diese Auszeichnung bedeutet mir sehr viel“, sagte Holgate Physik-Welt. „Aufgrund meiner körperlichen Behinderung musste ich in meiner Karriere viele Hindernisse überwinden und ich hoffe, dass die Auszeichnung andere Menschen unabhängig von ihrem Hintergrund oder ihren Herausforderungen ermutigen kann, eine Karriere in der Wissenschaft einzuschlagen.“
Doktorand des Imperial College Amy Smith, erhält derweil die Jocelyn Bell Burnell-Medaille und den Preis für „außergewöhnliche Beiträge zur Physikausbildung und Bemühungen zur Verringerung von Fortschrittsbarrieren und zur Stärkung des Zugehörigkeitsgefühls unter unterrepräsentierten Gruppen“.
Quantenphysiker David Deutsch erhält Isaac-Newton-Medaille und -Preis
„Ich fühle mich unglaublich geehrt, diese Auszeichnung erhalten zu haben“, sagt Smith. „Es ist wunderbar, dass das IOP und die breitere Gemeinschaft Physikpädagogen und Physikerziehungsforscher als grundlegend für die Weiterentwicklung der Physik anerkennen.“
In einer Erklärung, IOP-Präsident Sheila Rowan gratulierte allen Gewinnern. „Jeder einzelne von ihnen hat in seinem Beruf, sei es als Forscher, Lehrer, Industrieller, Techniker oder Auszubildender, einen bedeutenden und positiven Einfluss ausgeübt.“
Die vollständige Liste der Preisträger 2022 ist verfügbar hier.
