De optische fysicus Margaretha Murnane heeft gewonnen de Isaac Newton-medaille en -prijs 2022 voor "voor baanbrekende en duurzame bijdragen aan de ontwikkeling van ultrasnelle lasers en coherente röntgenbronnen en het gebruik van dergelijke bronnen om de kwantumaard van materialen te begrijpen". Gepresenteerd door de Institute of Physics (IOP), die publiceert Natuurkunde wereld, wordt de internationale prijs jaarlijks uitgereikt voor "wereldleidende bijdragen aan de natuurkunde".
Murnane, geboren in 1959 in County Limerick, Ierland, behaalde in 1983 een master in natuurkunde aan University College, Cork. Daarna verhuisde ze naar de VS om een doctoraat in laserfysica te behalen aan de University of California in Berkeley, die ze afrondde. in 1989. Murnane bleef in de VS, eerst aan de Washington State University en vervolgens in 1996 aan de University of Michigan, Ann Arbor. In 1999 verhuisde Murnane naar de universiteit van Colorado in Boulder, waar ze sindsdien is gebleven.
Men dacht dat het te moeilijk zou zijn om een röntgenlaser te maken, aangezien het benodigde vermogen meer dan een miljard keer zo groot zou zijn als dat van een zichtbare laser. Maar het werk van Murnane en collega's, dat meer dan drie decennia heeft geduurd, heeft deze overtuiging omvergeworpen toen ze erin slaagden om röntgenlasers met hoge intensiteit te maken en vervolgens te verkleinen, zodat ze nu op tafelbladen passen, waardoor ze toegankelijker en betaalbaarder worden.
Murnane en collega's begonnen deze inspanning begin jaren negentig in de staat Washington, waar ze een apparaat creëerden dat was gebaseerd op een met titanium gedoteerde saffierlaser die pulsen kon genereren die minder dan 1990 femtoseconden aanhielden. Vervolgens werkten ze aan de versterking van deze pulsen om een piekvermogen van ongeveer een terawatt te produceren.
Murnane begon toen – samen met haar partner Henry Kapteyn – de golflengte te verschuiven richting röntgenstraling. Ze gebruikten een proces dat 'hoge-orde harmonische generatie' wordt genoemd, waarbij een edelgas wordt gebruikt om een femtoseconde laserpuls om te zetten in ultraviolette golflengten. In 2012 slaagde Murnane er vervolgens in om röntgenlicht te produceren met een tafellaser.
De technieken die Murnane en collega's in de afgelopen decennia hebben ontwikkeld, hebben veel toepassingen gehad, zoals in medische beeldvorming en voor industrieel gebruik. Murnane en Kapteyn richtten inderdaad samen een spin-off laserbedrijf op, KMLabs.
Murnane vertelde Natuurkunde wereld het is een “grote eer” om de prijs te ontvangen voor haar werk in laserfysica. 'Ik ben verrast, nederig en dankbaar over het nieuws', voegde Murnane eraan toe. "Door natuurkunde heb ik zoveel geweldige vrienden gemaakt, mijn levenspartner ontmoet en gewerkt met geweldige studenten en medewerkers van over de hele wereld."
Een positieve impact
Murnane's eer maakte deel uit van de IOP's bredere 2022-onderscheidingen, waarin iedereen wordt erkend, van wetenschappers en docenten in de vroege loopbaan tot technici en vakspecialisten.
Andere winnaars zijn wetenschappelijk schrijver, omroep en reguliere Natuurkunde wereld inzender Sharon Ann Holgate die de William Thomson, Lord Kelvin-medaille en prijs ontvangt voor "het communiceren van wetenschap aan een breed scala aan publiek en voor positieve representaties van wetenschappers met niet-traditionele achtergronden".
"Deze prijs betekent heel veel voor mij", vertelde Holgate Natuurkunde wereld. "Vanwege mijn fysieke handicap heb ik veel obstakels in mijn carrière ondervonden en ik hoop dat de prijs andere mensen kan aanmoedigen, ongeacht hun achtergrond of met welke uitdagingen ze worden geconfronteerd, om een carrière in de wetenschap na te streven."
Promovendus Imperial College Amy Smith, ontvangt ondertussen de Jocelyn Bell Burnell-medaille en -prijs voor "uitzonderlijke bijdragen aan natuurkundeonderwijs en inspanningen om barrières voor vooruitgang te verminderen en het gevoel van verbondenheid onder ondervertegenwoordigde groepen te vergroten".
Kwantumfysicus David Deutsch ontvangt Isaac Newton-medaille en prijs
"Ik ben ongelooflijk vereerd dat ik deze prijs heb gekregen", zegt Smith. "Het is geweldig dat de IOP en de bredere gemeenschap natuurkundedocenten en onderzoekers van natuurkundeonderwijs erkennen als fundamenteel voor de vooruitgang van de natuurkunde."
In een verklaring, IOP-voorzitter Sheila Rowan feliciteerde alle winnaars. "Elk van hen heeft een significante en positieve impact gehad in hun beroep, of het nu gaat om onderzoeker, leraar, industrieel, technicus of leerling."
De volledige lijst met prijswinnaars van 2022 is beschikbaar hier.
