Optiline füüsik Margaret Murnane on võitnud 2022. aasta Isaac Newtoni medal ja auhind eest "teerajaja ja püsiva panuse eest ülikiirete laserite ja koherentsete röntgenikiirgusallikate arendamisse ning selliste allikate kasutamise eest materjalide kvantloomuse mõistmiseks". Esitanud Füüsika Instituut (IOP), mis avaldab Füüsika maailm, antakse rahvusvahelist auhinda igal aastal "maailma juhtiva panuse eest füüsikasse".
1959. aastal Iirimaal Limericki maakonnas sündinud Murnane omandas 1983. aastal Corki ülikooli kolledžis füüsika magistrikraadi. Seejärel kolis ta USA-sse, et omandada California ülikoolis Berkeleys doktorikraadi laserfüüsikas, mille ta ka lõpetas. 1989. aastal. Murnane jäi USA-sse, töötades esmalt Washingtoni osariigi ülikoolis ja seejärel 1996. aastal Michigani ülikoolis Ann Arboris. 1999. aastal kolis Murnane Colorado Ülikooli Boulderisse, kuhu ta on sellest ajast peale jäänud.
Arvati, et röntgenlaserit on liiga keeruline luua, arvestades, et võimsusvajadus oleks üle miljardi korra suurem kui nähtaval laseril. Kuid Murnane ja kolleegide töö, mis on kestnud üle kolme aastakümne, lükkas selle veendumuse ümber, kuna neil õnnestus luua ja seejärel vähendada suure intensiivsusega röntgenlasereid, nii et need mahuvad nüüd lauaplaatidele, muutes need kättesaadavamaks ja taskukohasemaks.
Murnane ja tema kolleegid alustasid seda tööd Washingtoni osariigis 1990. aastate alguses, kus nad lõid seadme, mis põhines titaaniga legeeritud safiirlaseril, mis suutis genereerida impulsse, mis kestavad alla 10 femtosekundi. Seejärel töötasid nad nende impulsside võimendamise kallal, et saada umbes teravatti suurune tippvõimsus.
Murnane – koos oma elukaaslase Henry Kapteyniga – hakkas seejärel lainepikkust nihutama röntgenikiirte suunas. Nad kasutasid protsessi, mida nimetatakse "kõrgjärgu harmooniliste genereerimiseks", milles väärisgaasi kasutatakse femtosekundilise laserimpulsi muutmiseks ultraviolettlainepikkusteks. Seejärel suutis Murnane 2012. aastal toota laualaseriga röntgenvalgust.
Murnane'i ja tema kolleegide aastakümnete jooksul välja töötatud tehnikatel on olnud palju rakendusi, näiteks meditsiinilises pildistamises ja tööstuslikuks kasutamiseks. Tõepoolest, Murnane ja Kapteyn asutasid spin-off laseriettevõtte KMLabs.
Murnane rääkis Füüsika maailm on "suur au" saada auhind tema laserfüüsika alase töö eest. "Olen uudise üle üllatunud, alandlik ja tänulik," lisas Murnane. "Füüsika kaudu olen saanud nii palju suurepäraseid sõpru, kohtunud oma elukaaslasega ning teinud koostööd suurepäraste õpilaste ja kaastöötajatega üle kogu maailma."
Positiivne mõju
Murnane'i au kuulus silma silmasisese rõhu hulka laiemad 2022. aasta auhinnad, mis tunnustab kõiki alustanud teadlastest ja õpetajatest tehnikute ja ainespetsialistideni.
Teiste võitjate hulka kuuluvad teaduskirjanik, ringhäälinguorganisatsioon ja tavaline Füüsika maailm toetaja Sharon Ann Holgate kes saab William Thomsoni, Lord Kelvini medali ja auhinna "teaduse edastamise eest paljudele sihtrühmadele ja ebatraditsioonilise taustaga teadlaste positiivse esituse eest".
"See auhind tähendab mulle väga palju," ütles Holgate Füüsika maailm. "Füüsilise puude tõttu olen oma karjääri jooksul silmitsi seisnud paljude takistustega ja loodan, et auhind võib julgustada teisi inimesi, olenemata nende taustast või väljakutsetest, teaduskarjääri jätkama."
Imperial College'i doktorant Amy Smith, samal ajal saab Jocelyn Bell Burnelli medali ja preemia "erakordse panuse eest füüsikaharidusse ja jõupingutuste eest, mis on tehtud edusammude tõkete vähendamiseks ja alaesindatud rühmade hulka kuuluvustunde suurendamiseks".
Kvantfüüsik David Deutsch annab Isaac Newtoni medali ja auhinna
"Mul on tohutu au, et sain selle auhinna," ütleb Smith. "On suurepärane, et IOP ja laiem kogukond tunnustavad füüsikaõpetajaid ja füüsikahariduse teadlasi kui füüsika edendamise põhialuseid."
Avalduses IOP president Sheila Rowan õnnitlesid kõiki võitjaid. "Igaüks neist on avaldanud oma erialal märkimisväärset ja positiivset mõju, olgu siis teadlase, õpetaja, töösturi, tehniku või praktikant."
2022. aasta auhinna võitjate täielik nimekiri on saadaval siin.
