Το βραβείο Νόμπελ 2018 στην Φυσική απονέμεται στους Arthur Ashkin (1/2) και στους Gérard Mourou (1/4) και Donna Strickland (1/4) (μοιράζονται το άλλο μισό) «για τις πρωτοποριακές έρευνές τους στην φυσική των λέιζερ».
Το πρώτο μισό του βραβείου απονέμεται στον Arthur Ashkin (Bell
Laboratories, Holmdel, USA) «για την οπτική λαβίδα (ή τσιμπίδα λέιζερ)
και τις εφαρμογές της σε βιολογικά συστήματα» και το δεύτερο μισό μοιράζονται οι Gérard Mourou (École Polytechnique,
Palaiseau, France University of Michigan, Ann Arbor, USA) και η Donna
Strickland (University of Waterloo, Canada) «για την μέθοδό τους που
δημιουργεί οπτικούς παλμούς μεγάλης έντασης και πολύ μικρής διάρκειας».
H Donna Strickland είναι η πρώτη γυναίκα που βραβεύεται με Νόμπελ στη φυσική μετά από 55 χρόνια. To 1963 η Maria Goeppert-Mayer
βραβεύθηκε με το Νόμπελ φυσικής για το μοντέλο των φλοιών του πυρήνα
των ατόμων. Η Marie Curie είναι η τρίτη γυναίκα που τιμήθηκε με το
Νόμπελ φυσικής, το 1903.
Εργαλεία φτιαγμένα από φως
Οι ανακαλύψεις που τιμήθηκαν φέτος με το Νόμπελ φυσικής έχουν φέρει
επανάσταση στην φυσική των λέιζερ. O χειρισμός εξαιρετικά μικρών
αντικειμένων και η παρακολούθηση απίστευτα γρήγορων διαδικασιών ανοίγει
νέους δρόμους στον μικρόκοσμο, με την δυνατότητα κατασκευής προηγμένων
οργάνων ακριβείας και την δημιουργία πολλών βιομηχανικών και ιατρικών
εφαρμογών.
Ο Arthur Ashkin
εφηύρε τις οπτικές λαβίδες (ή τσιμπίδες λέιζερ) με τις οποίες οι
φυσικοί «πιάνουν» σωματίδια, άτομα, ιούς και ζωντανά κύτταρα. Αυτό το
νέο εργαλείο επέτρεψε στον Ashkin να πραγματοποιήσει το παλιό όνειρο της
επιστημονικής φαντασίας – την μετακίνηση φυσικών αντικειμένων
χρησιμοποιώντας την ώθηση της ακτινοβολίας. Κατάφερε με το φως του
λέιζερ να ωθήσει μικρά σωματίδια προς το κέντρο της δέσμης και να τα
κρατήσει εκεί. Έτσι ανακαλύφθηκαν οι οπτικές λαβίδες.
Οπτική λαβίδα
Μια σημαντική ανακάλυψη έγινε το 1987, όταν ο Ashkin χρησιμοποίησε
τις οπτικές λαβίδες για να συλλάβει ζωντανά βακτήρια χωρίς να τα
καταστρέψει. Άρχισε αμέσως να μελετά βιολογικά συστήματα και οι οπτικές
τσιμπίδες χρησιμοποιούνται ευρέως σήμερα στην έρευνα του μηχανισμού της
ζωής.
Ο Gérard Mourou και η Donna Strickland άνοιξαν το δρόμο για την δημιουργία των συντομότερων και ισχυρότερων παλμών λέιζερ που έγιναν ποτέ.
Το επαναστατικό τους άρθρο δημοσιεύθηκε το 1985 και ήταν το θέμα της
διδακτορικής διατριβής της Strickland. Χρησιμοποιώντας μια έξυπνη
προσέγγιση, κατάφεραν να δημιουργήσουν υπερ-βραχείς παλμούς λέιζερ με
υψηλή ένταση, χωρίς την καταστροφή του υλικού ενίσχυσης.
Πρώτα άπλωσαν χρονικά τους παλμούς λέιζερ για να μειώσουν την μέγιστη
ισχύ τους, στη συνέχεια τους ενίσχυσαν, και τελικά τους συμπίεσαν. Αν
ένας παλμός συμπιεστεί χρονικά και γίνει συντομότερος, τότε πακετάρεται
περισσότερο φως στον ίδιο μικροσκοπικό χώρο, οπότε η ένταση του παλμού
αυξάνεται δραματικά.
H τεχνική ενίσχυσης παλμών λέιζερ Chirped Pulse Amplification (CPA)
Έτσι, οι Strickland και Mourou ανακάλυψαν μια νέα τεχνική ενίσχυσης
παλμών λέιζερ που ονομάζεται Chirped Pulse Amplification (CPA) και
σύντομα καθιερώθηκε στα επόμενα λέιζερ υψηλής έντασης. Υπάρχουν
αμέτρητοι τομείς εφαρμογών, όπως για παράδειγμα στις οφθαλμολογικές
επεμβάσεις που χρησιμοποιούνται όλο και ακριβέστερες δέσμες λέιζερ.
Διαβάστε περισσότερα ΕΔΩ: Εργαλεία φτιαγμένα από φως (Νόμπελ Φυσικής 2018)
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου