Премию Breakthrough Prize присудили за атомные часы на оптической ловушке

Фонд Breakthrough Prize объявил лауреатов премии Breakthrough Prize и New Horizons в 2022 году. В этом году премиями общим числом в 15,75 миллиона долларов отметили работы по изучению атомных часов на оптической решетке, разработку тафамидиса, разработку модифицированной РНК технологии, открытие доступного метода определения последовательности ДНК, а также фундаментальную работу по теории голономных D-модулей. Список лауреатов премии поступил в редакцию N + 1, также с ним можно ознакомиться на сайте Breakthrough Prize.

Breakthrough Prize был основан в 2012 году группой предпринимателей с известными именами: Юрий Мильнер, Марк Цукерберг, Анне Войцицки и Сергей Брин. В фонде есть так же и дополнительные премии для молодых ученых New Horizons, а также специальные премии (например, премия Мильнера по фундаментальной физике — «научный оскар»). Breakthrough Prize вручается раз в год по трем направлениям: фундаментальная физика, науки о жизни и математике. В каждой номинации может быть по несколько несвязанных победителей. Каждый из них получает по три миллиона долларов, что выводит данную награду на первое место среди научных премий по денежному эквиваленту.

В этом году в области фундаментальной физики отметили двоих японских ученых Хидетоши Ятори (Hidetoshi Yatori) и Цзюнь Е (Jun Ye) за выдающийся вклад в изобретение и развитие часов на оптической решетке, позволяющих точно проверять фундаментальные законы природы.

Атомные часы на оптической решетке состоят из пойманных в оптические ловушки атомов. Подобные атомные часы создаются с помощью массива лазеров, пучки которых пересекаются и образуют области пониженной и повышенной оптической плотности. Если поместить туда нейтральные атомы, то они расположатся в области с минимумом плотности и будут там находиться, пока лазеры будут работать. В отличие от цезиевых часов стронциевые и иттербиевые аналоги управляются волнами не микроволнового, а оптического диапазона. Это приводит к тому, что ошибка на таких часах накапливается гораздо медленнее — всего одна секунда за 30 миллиардов лет (точность до 18 знака секунды после запятой).

Часы на оптической решетке достигают столь высокой точности за счет определенной длины волны лазера, которая не воздействует на переход между электронными уровнями в атомах, который и измеряется в атомных часах. Возбуждения в стронции или иттербии в будущем заменят эталон секунды, определенной как 9192631770 электронных переходов в атоме цезия. Точное измерение высокочастотных колебаний не было бы возможно без открытия гребенки оптических частот, за которую получил Нобелевскую премию Джон Холл — научный руководитель Цзюнь Е.

Атомные часы на оптической решетке планируется применять в GPS и других спутниковых навигационных системах, а также они позволят измерить гравитационное удлинение времени и зафиксировать малопродолжительные гравитационные волны. Также ученые продолжают эксперименты по поиску темной материи — при взаимодействии атомных часов с ней, частота электронных возбуждений может как возрастать, так и убывать.

В области наук о жизни премию получили Джеффри Келли (Jeffery W. Kelly) за выяснение молекулярных основ нейродегенеративных и сердечных транстиретиновых заболеваний, а также за разработку тафамидиса, препарата, замедляющего их прогрессирование, Каталин Карико (Katalin Karikó) и Дрю Вейссмана (Drew Weissman) за разработку технологии получения модифицированной мРНК, которая позволила быстро создать эффективные вакцины против COVID-19. Так же отметили еще одну группу ученых: Шанкара Баласубраманиана (Shankar Balasubramanian), Дэвид Кленерман (David Klenerman), Паскаль Майер (Pascal Mayer) — за разработку надежного и доступного метода массового определения последовательностей ДНК, который изменил практику науки и медицины.

В области математических наук премию получил Такуро Мотидзуки (Takuro Mochizuki) за монументальную работу, ведущую к прорыву в нашем понимании теории расслоений с плоскими связностями над алгебраическими многообразиями, включая случай нерегулярных особенностей.

Кроме того, фонд объявил 16 лауреатов премии New Horizons за достижения в областях фундаментальной и экспериментальной физики и математики.

В прошлом году премией Breakthrough Prize отметили работы по исследованию темной материи, теории стохастического анализа, а также технологию конструирования белков, изучение механизмов родительского поведения, обнаружение ДНК эмбриона в крови матери и исследования механизмов очистки митохондрий.

Артем Моськин

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.