جایزه‌ی نوبل فیزیک ۲۰۱۸ امروز صبح به ۳ محقق برجسته در حوزه‌ی فیزیک لیزر تعلق گرفت. آرتور اشکین مطالعات خود را در آزمایشگاه‌های بل گذراند و نصف جایزه را برای اختراع قیچی‌های اپتیکی (optical tweezers) به خود اختصاص داد، در حالی که جرارد مورو و خانم دنا استریکلند نصف باقی‌مانده‌ی جایزه را برای کارشان در حوزه‌ی پالس‌های لیزری فوق‌العاده کوتاه و پرشدت تقسیم کردند. با دیپ لوک همراه باشید…
خانم استریکلند اولین زن برنده‌ی جایزه‌ی نوبل فیزیک پس از ماریا کوپرت مایر در سال ۱۹۶۳ و پس از ۵۵ سال است که سومین زن برنده جایزه نوبل فیزیک در تاریخ است (برنده‌ی دیگر نوبل فیزیک ماری کوری در سال ۱۹۰۳). استریکلند گفت:
ما باید از زن‌های فیزیکدان تجلیل کنیم. من افتخار می‌کنم که یکی از برندگان جایزه نوبل فیزیک ۲۰۱۸ هستم.
اشکین در سن ۹۶ سالگی کهن‌سال‌ترین فردی است که تا کنون نوبل فیزیک را برده است، او زمانیکه در دهه‌ی ۱۹۷۰ و ۸۰ در آزمایشگاه‌های بل پژوهش می‌کرد، قیچی‌های اپتیکی را توسعه داد. این تکنیک در لیزرها برای به دام انداختن و کنترل اشیای به کوچکی اتم‌های منحصر به فرد استفاده می‌شود. همان اتم‌هایی که در مطالعه‌ی DNA، ویروس‌ها و باکتری‌ها و سلول‌های زنده نقش دارند. شعاع‌های لیزری، این ذرات کوچک را از طریق نیروی فشار تابشی آنها به دام می اندازند. اشکین ابتدا این تکنولوژی را به وسیله‌ی کمی دستکاری روی کره‌های سخت و کوچک بسط داد. اتم‌ها گیر می‌افتند و با قیچی‌های اپتیکی (که در ساخت ساعت‌های اتمی به شدت حساس و اندازه‌گیری شتاب ناشی از گرانش استفاده می‌شود و به جایزه‌ی نوبل فیزیک ۱۹۹۷ برمی‌گردد) سرد می‌شوند. این به دام انداختن اپتیکی همچنین در تولید و مطالعه‌ی چگالش بوز-اینشتین (موضوع جایزه‌ی نوبل فیزیک ۲۰۰۱) کمک شایانی می‌کند. محققان زیادی مانند اشکین از قیچی‌های اپتیکی برای به دام انداختن سیستم‌های زیستی، بدون آسیب رساندن به آنها استفاده می‌کنند. متخصصان می‌گویند این قیچی‌ها یکی از سلاح‌های اولیه در انبار فیزیک زیستی هستند.
اخیرا مورو و استریکلند روشی برای ساخت پالس‌های لیزری بسیار کوتاه و پرشدت اختراع کردند که اکنون به آن تقویت پالس چرپ (chirped pulse amplification) می‌گویند، روشی که در آزمایشگاه‌های فیزیک سراسر جهان استفاده می‌شود. وقتی استریکلند دانشجوی دکتری بود و با مورو در دانشگاه روچستر کار می‌کرد، حقه‌ای برای تقویت پالس‌های لیزر در سال ۱۹۸۵ کشف کردند. لیزرهای پالس کوتاه، کاردبردهای وسیعی در عمل جراحی چشم، فیزیک، زیست، شیمی، علم مواد، صنعت و درمان دارند. پس از آن، دانشمندان پالس‌های لیزری را کوتاه‌تر و پرشدت‌تر کردند که در سال‌های اخیر برای گسترش فیزیک اتوثانیه به کار می‌رود.
گفتگو۲ دیدگاه
سلام این پالس ها کوتاه تر از پالس های استفاده شده برای فیوژنه؟ یا لیزر چند پتا واتی همشون تو یک دسته قرار میگیرند که با کوتاه کردن زمان در حد پیکو توان رو بالاتر ببرن؟
سلام
برای اتصال فیبرهای نوری فیوژن از لیزر دی اکسید کربن استفاده می‌کنند و طبق تحقیقات من لیزر دی اکسید کربن توان تولید ۴۰۰ پالس در ثانیه را دارد (یک لیزر ۱۰۰ واتی می‌تواند پالس های ۱۰۰ کیلوواتی را در عرض ۱۵۰ نانوثانیه ایجاد کند)؛ اما لیرز پتاواتی ژاپن دوامش یک پیکوثانیه است و برای شلیک سریع با نیروی زیاد (۲ پتاوات در یک پیکوثانیه) استفاده می‌شود. لیزری مورد نظر خانم دومابرای درمان سلول‌های سرطانی و قدرت بینایی است و اگر بر شدت و قدرت لیزر افزوده شود موجب از بین بردن وسایل تولید آن شود برای همین از این قبیل پالس های کوتاه استفاده کردند، به عبارتی این لیزر برای ذرات کوچکی مثل سلولها و باکتری ها استفاده می‌شود پس فکر نمی‌کنم نیاز به قدرت زیادی باشد (نظر کارشناسان احتیاج است)، البته که از لیزر پتاواتی (که هم اکنون درحال ساخت ۱۰ پتاواتی از آن هستند) قرار است در درمان تومور استفاده شود، اما دسته‌بندی‌های آنها جهت درمان و براساس طول موج ناحیه‌ی مورد استفاده به نوعی دیگر است.