Den optiska fysikern Margaret Murnane har vunnit Isaac Newtons medalj och pris 2022 för "för banbrytande och ihållande bidrag till utvecklingen av ultrasnabba lasrar och koherenta röntgenkällor och användningen av sådana källor för att förstå materialens kvanta natur". Presenteras av Institutet för fysik (IOP), som publicerar Fysikvärlden, delas det internationella priset ut årligen för "världsledande bidrag till fysik".
Född 1959 i County Limerick, Irland, fick Murnane en magisterexamen i fysik från University College, Cork, 1983. Hon flyttade sedan till USA för att doktorera i laserfysik vid University of California i Berkeley, som hon avslutade 1989. Murnane stannade kvar i USA och arbetade först vid Washington State University och sedan 1996 vid University of Michigan, Ann Arbor. 1999 flyttade Murnane till University of Colorado i Boulder, där hon har stannat sedan dess.
Man hade trott att det skulle vara för svårt att skapa en röntgenlaser med tanke på att effektbehovet skulle vara över en miljard gånger större än en synlig laser. Ändå vände Murnane och kollegors arbete, som sträckte sig över tre decennier, denna övertygelse när de lyckades skapa och sedan krympa ner högintensiva röntgenlasrar så att de nu kan passa på bordsskivor, vilket gör dem mer tillgängliga och överkomliga.
Murnane och kollegor påbörjade detta arbete i Washington State i början av 1990-talet, där de skapade en enhet som var baserad på titaniumdopad safirlaser som kunde generera pulser som varar mindre än 10 femtosekunder. De arbetade sedan med förstärkningen av dessa pulser för att producera en toppeffekt på cirka en terawatt.
Murnane började – tillsammans med sin partner Henry Kapteyn – sedan förskjuta våglängden mot röntgen. De använde en process som kallas "high-order harmonic generation" där en ädelgas används för att omvandla en femtosekundlaserpuls till ultravioletta våglängder. 2012 lyckades Murnane sedan producera röntgenljus från en bordslaser.
Teknikerna Murnane och kollegor har utvecklat under decennierna har haft många applikationer såsom inom medicinsk bildbehandling och för industriellt bruk. Faktum är att Murnane och Kapteyn grundade ett spin-off laserföretag, KMLabs.
Murnane berättade Fysikvärlden det är en "stor ära" att få priset för sitt arbete inom laserfysik. "Jag är förvånad, ödmjuk och tacksam över nyheterna", tillade Murnane. "Genom fysiken har jag fått så många underbara vänner, träffat min livskamrat och arbetat med fantastiska studenter och medarbetare från hela världen."
En positiv inverkan
Murnanes ära utgjorde en del av IOP:s bredare utmärkelser 2022, som känner igen alla från forskare och lärare i tidiga karriärer till tekniker och ämnesspecialister.
Andra vinnare är vetenskapsskribent, programledare och regelbunden Fysikvärlden bidragsgivare Sharon Ann Holgate som får William Thomson, Lord Kelvin-medaljen och priset för att "kommunicera vetenskap till en mängd olika publiker och för positiva representationer av vetenskapsmän från icke-traditionell bakgrund".
"Den här utmärkelsen betyder mycket för mig," sa Holgate Fysikvärlden. "På grund av min fysiska funktionsnedsättning har jag mött många hinder i min karriär och jag hoppas att priset kan uppmuntra andra människor, oavsett deras bakgrund eller vilka utmaningar de möter, att göra en karriär inom vetenskap."
Imperial College doktorand amy Smith, under tiden, får Jocelyn Bell Burnell-medaljen och priset för "exceptionella bidrag till fysikutbildning och insatser för att minska hinder för progression och öka känslan av tillhörighet bland underrepresenterade grupper".
Kvantfysikern David Deutsch får Isaac Newtons medalj och pris
"Jag är otroligt hedrad över att ha fått det här priset", säger Smith. "Det är underbart att IOP och det bredare samhället erkänner fysikpedagoger och forskare i fysikutbildning som grundläggande för fysikens framsteg."
I ett uttalande, IOP ordförande Sheila Rowan gratulerade alla vinnare. "Var och en av dem har haft en betydande och positiv inverkan i sitt yrke, vare sig som forskare, lärare, industriman, tekniker eller lärling."
Den fullständiga listan över pristagare 2022 är tillgänglig här..
