Instytucja PAN

Nagroda Naukowa im. Marii Skłodowskiej-Curie w dziedzinie fizyki za rok 2021 została przyznanaprof. dr hab. Krzysztofowi Belczyńskiemu (Centrum  Astronomiczne im. Mikołaja Kopernika PAN w Warszawie).

Zespól kierowany przez prof. Belczyńskiego stworzył numeryczny, syntetyczny model Wszechświata pozwalający na globalne śledzenie ewolucji układów podwójnych gwiazd, które są potencjalnymi przodkami źródeł fal grawitacyjnych. Bazując się na wynikach tego modelu, już w 2010 roku, prof. Belczyński odkrył, że wbrew panującej wówczas opinii, pierwsze odkryte i potem najczęściej rejestrowane fale grawitacyjne będą emitowane przez koalescencje czarnych dziur o dużo większych niż znane dotąd masach, które będą mogły sięgać 100 mas Słońca. Pierwsza detekcja fal grawitacyjnych (nagroda Nobla 2017), była triumfalnym potwierdzeniem hipotezy Belczyńskiego, gdyż pochodziły one ze zderzenia dwóch czarnych dziur o masach 30 mas Słońca. Prof. Belczyński opisał i wyjaśnił pochodzenie tego układu dwóch czarnych dziur w artykule opublikowanym w Nature (2016: "The first gravitational-wave source from the isolated evolution of two stars in the 40-100 solar mass range"). Następnie, zespól prof. Belczyńskiego wprowadza do analizy źródeł fal grawitacyjnych zaniedbywany przez wiele lat efekt termojądrowych supernowych wywołanych niestabilnościami powstawania par pozyton-elektron w gwiazdach najbardziej masywnych.. Praca pt. "The effect of pair-instability mass loss on black-hole mergers" (Astronomy & Astrophysics, 2016) staje się kolejnym przełomowym wkładem w badanie widma mas czarnych dziur.W kolejnej pracy, zespól prof. Belczynskiego (Astronomy & Astrophysics, 2020: "Evolutionary roads leading to low effective spins, high black hole masses, and O1/O2 rates for LIGO/Virgo binary black holes") wyjaśnił kolejny zaskakujący wynik obserwacji LIGO/Virgo: małe efektywnye spiny czarnych dziur. Zostało wykazane, że powolna rotacja masywnych gwiazdowych czarnych dziur wynika z działania dynama magnetycznego we wnętrzach gwiazdowych. Prowadzi ono do efektywnego transportu momentu pędu z wnętrza gwiazdy do powierzchni, skąd jest tracony wraz z materią wiatrów gwiazdowych.

Nagroda Naukowa im. Włodzimierza Kołosa w dziedzinie chemii został przyznana dr hab. Szymonowi Chorążemu (Uniwersytet Jagielloński w Krakowie).

W cyklu 24 publikacji dr hab. Szymon Chorąży pokazał, że kompleksy cyjanowe metali przejściowych są znakomitymi blokami budulcowymi do konstrukcji nowych materiałów molekularnych wykazujących różnorodne kombinacje właściwości magnetycznych i optycznych, którymi można sterować na etapie syntezy poprzez zmiany wyjściowych kompleksów metali oraz na etapie post-syntetycznej modyfikacji za pomocą czynników zewnętrznych. Podstawą zaprezentowanych materiałów są heterometaliczne układy koordynacyjne łączące anionowe kompleksy cyjanowe z kationowymi kompleksami metali przejściowych, lantanowców i aktynowców. Materiały te wykazują szereg właściwości magnetycznych, np. procesy powolnej relaksacji magnetyzacji prowadzące do efektu pamięci magnetycznej, oraz luminescencyjnych, w tym emisję lantanowców czułą na czynniki chemiczne i temperaturę. Dzięki temu są one kandydatami do zastosowań w urządzeniach zapisu i przetwarzania informacji, molekularnej spintronice, termometrach optycznych i czujnikach chemikaliów oraz konwersji energii. Ich największym atutem jest multifunkcjonalność polegająca na wbudowaniu kilku właściwości fizycznych w jedno homogeniczne ciało stałe, co otwiera ścieżkę do wykorzystania jednego materiału do realizacji kilku różnych czynności w urządzeniach magnetycznych, elektronicznych i optycznych nowej generacji.

Nagroda Naukowa im. Stefana Pieńkowskiego w dziedzinie fizyki z astronomią została przyznana dr hab. Michałowi Tomzie (Uniwersytet Warszawski).

Tematyka badań dr hab. Michała Tomzy dotyczy opisu oddziaływań i zderzeń ultrazimnych atomów, jonów i cząsteczek, które bada przy użyciu zaawansowanych metod teorii struktury elektronowej oraz wielokanałowej kwantowej teorii zderzeń. W ultraniskich temperaturach, czyli blisko zera bezwzględnego, wyraźnie ujawnia się kwantowa natura świata, co pozwalają uzyskać nowy wgląd w teorię materii oraz oddziaływań pomiędzy materią i światłem. W swojej pracy blisko współpracuje z bardzo dobrymi grupami doświadczalnymi. Publikacje wchodzące w skład cyklu nominowanego do nagrody powstały właśnie wspólnie z takimi grupami z Freiburga, Amsterdamu, Bazylei oraz Stuttgartu i zostały opublikowane lub przyjęte do druku do czasopism Nature, Nature Physics, Nature Communications oraz Physical Review Letters. W ramach tej współpracy dr Tomza rozwinął opis teoretyczny ultrazimnych zderzeń jon-atom oraz ich kontroli, który został potwierdzony doświadczalnie. Wspólnie z grupami doświadczalnymi zrealizowano i potwierdzono pierwsze ultrazimne zderzenia jon-atom w reżimie kwantowym oraz pierwsze obserwację rezonansów kształtu i rezonansów Feshbacha w ultrazimnych mieszaninach składających się z pojedynczego jonu zanurzonego w ultrazimnymi gazie atomów.

Nagroda Naukowa im. Wacława Sierpińskiego w dziedzinie matematyki została przyznana dr hab. Tomaszowi Grzywnemu (Politechnika Wrocławska).

Nagrodzone badania dotyczą teorii potencjału procesów Markowa, teorii półgrup operatorów pseudo-różniczkowych oraz nielokalnych równań różniczkowych.  Dr hab. inż. Tomasz Grzywny uzyskał asymptotyczne zachowanie gęstości przejścia (jąder ciepła) dla szerokiej klasy operatorów nielokalnych rządu zerowego. Ponadto wyznaczył asymptotykę zawartości ciepła dla wszystkich procesów Levy’ego o skończonym wahaniu. Otrzymał również wyniki o eksplozji lub jej braku oraz ostre oszacowanie jądra półgrupy dla operatorów Schrödingera opartych na ułamkowym laplasjanie z krytycznym potencjałem potęgowym, analogiczne do słynnego wyniki Barasa i Goldsteina dla klasycznego laplasjanu. Wraz z zespołem rozwinął wariacyjną teorię problemu Dirichleta dla unimodalnych operatorów Levy’ego, zmniejszając do minimum założenia regularności warunku zewnętrznego. Ponadto uzyskano zupełnie nowe tożsamości typu Douglasa. Wykazał również, że rozwiązania dystrybucyjne, rozwiązania zdefiniowane przy pomocy procesów stochastycznych oraz rozwiązania punktowe dla równań związanych z tymi operatorami są równoważne. Dzięki temu możliwa jest lepsza komunikacja międzyśrodowiskowa.

Nagroda Naukowa im. Maurycego Piusa Rudzkiego w dziedzinie nauk o Ziemi, została przyznana dr Oskarowi Głowackiemu (Instytut Geofizyki PAN  w Warszawie).

Laureat nagrody jest wiodącym autorem badań, które doprowadziły do stworzenia całkowicie nowej metody monitorowania lodowców uchodzących do morza. W swoich badaniach stosował nowatorskie techniki pasywnej akustyki podwodnej, w swej istocie wykorzystujące naturalnie generowane dźwięki cielących się lodowców. Dr Głowacki wykonywał pomiary na Spitsbergenie (Arktyka), w trudnych warunkach terenowych. Rejestrowane fale akustyczne poddawane były szczegółowej analizie i korelowane ze zdjęciami poklatkowymi klifu lodowca, pozwalającymi szacować objętość oddzielanych mas lodu. Udowodniono, że podwodne dźwięki wytwarzane przez procesy lodowe, takie jak na przykład cielenia, niosą informacje o intensywności i czasowym przebiegu tych zjawisk. Uzyskane wyniki były szeroko komentowane w zagranicznych mediach, np. BBC, National Geographic, Scientific American. W ramach prowadzonych badań dr Głowacki odbył 2.5-letni staż w Scripps Institution of Oceanography, University of California San Diego, USA.