Nobel Φυσικής 2018

Το βραβείο Νόμπελ 2018 στην Φυσική απονέμεται στους Arthur Ashkin (1/2) και στους Gérard Mourou και Donna Strickland (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».

Οι εφαρμογές τους καταπληκτικές στα λέιζερ, στην ιατρική και στην θεμελιώδη επιστήμη.
Επιτέλους πήρε γυναίκα Νομπελ Φυσικής!!!  Ίσως το πιο σπουδαίο νέο για σήμερα και για την ιστορία της επιστήμης.

Δυο γυναίκες έχουν κερδίσει το βραβείο Νόμπελ Φυσικής, η Μαρία Κιουρί (1903) και Μαρία Γκέπερτ-Μάγιερ (1963). Η πρώτη γυναίκα κάτοχος του Νόμπελ Φυσικής ήταν Μαρία Κιουρί, η οποία ανακάλυψε το ράδιο και μελέτησε τα φαινόμενα της ραδιενέργειας.
H Donna Strickland είναι η πρώτη γυναίκα που κερδίζει Νόμπελ στη φυσική μετά την Maria Goeppert-Mayer, από το 1963 δηλαδή έχει να πάρει Νόμπελ φυσικής γυναίκα 55  χρόνια!!

     

Στα 96 του ο Άσκιν γίνεται επίσης ο γηραιότερος που έχει ποτέ διακριθεί στην ιστορία του θεσμού.

«Πρέπει να γιορτάσουμε γυναίκες φυσικοί, διότι είμαστε εκεί έξω και αν όλα πάνε καλά, με τον καιρό, αυτό θα αρχίσει να κινείται γρηγοροτερους ρυθμούς. Είναι τιμή μου να είμαι μία από αυτές τις γυναίκες», δήλωσε η Στρίκλαντ μετά την ανακοίνωση της βράβευσής της.
Ο Άσκιν τιμήθηκε για την ανάπτυξη «οπτικών λαβίδων», οι οποίες χρησιμοποιούνται για τη μελέτη βιολογικών συστημάτων.

H Στρίκλαντ, μαζί με τον Ζεράρ Μουρού (ο οποίος ήταν ο επόπτης των ερευνών της όταν εκείνη έκανε το διδακτορικό της), άνοιξαν τον δρόμο - με μία επιστημονική δημοσίευσή τους το 1985 - για τη δημιουργία των βραχύτερων υψηλής ενέργειας παλμών φωτός (λέιζερ) που έχουν υπάρξει.
Τέτοια λέιζερ μπορούν, μεταξύ άλλων, να χρησιμοποιηθούν για να ανοίξουν οπές ακριβείας σε άψυχα υλικά και σε ζωντανούς ιστούς. Οι διορθωτικές επεμβάσεις για παθήσεις των ματιών βασίζονται σε τέτοιου είδους λέιζερ, τα οποία έχουν πολλές ακόμη πρακτικές εφαρμογές στα ηλεκτρονικά, στη χημεία, στη φαρμακευτική, στην ενέργεια κ.ά.
Η τεχνολογία των laser χρησιμοποιείται ευρέως στην καθημερινότητα μας, κυρίως όμως σε ηλεκτρονικές συσκευές (εκτυπωτές laser, barcode scanners, laser pointers κλπ.) και την Ιατρική (καταστροφή καρκινικών κυττάρων, οφθαλμολογικές εγχειρήσεις, θεραπείες δέρματος κλπ). Το φως ενός laser παράγεται από μια αλυσιδωτή αντίδραση, όπου φωτόνια αλληλεπιδρούν μεταξύ τους και παράγουν ακόμη περισσότερα φωτόνια τα οποία εκπέμπονται σε περιοδικούς παλμούς. Το μεγάλο στοιχήμα που προσπαθούσαν οι επιστήμονες να κερδίσουν από την δεκαετία του '80 είναι πως να κατασκευάσουν ισχυρότερες διατάξεις laser ( 'η αλλιώς μεγαλύτερης έντασης δέσμες) χωρίς να υπάρξει καταστροφή του υλικού.
Αυτό επιτεύχθη από το CPA-Chirped Pulse Amplification, μια απλή τεχνική/ διάταξη, της Donna Strickland και του supervisor της Gerard Mourou (φωτογραφία κάτω).

Σε αυτή, στέλνοντας έναν μικρό παλμό laser και διαστέλλοντας τον χρονικά με μια διάταξη 1.4 km οπτικών ινών, κατάφεραν να μικρύνουν την ισχύ του τόσο ώστε να μην καταστραφεί ο ενισχυτής. Έπειτα, αφού κατάφεραν και ενίσχυσαν τον παλμό, πάλι, με μια διάταξη συρρικνώσανε χρονικά το παλμό (δηλ. προκαλούσαν περισσότερα φωτόνια να καταλαμβάνουν μικρότερη επιφάνεια ) αυξάνοντας έτσι περαιτέρω την ένταση του.

Η εφαρμογή αυτής της εφεύρεσης φάνηκε σχετικά γρήγορα και έφερε επανάσταση στην τεχνολογία των laser. Με βάση αυτή την τεχνική, κατασκευάστηκε η πιο γρήγορη camera φιλμ παγκοσμίως (1 pulse-frame/ femtosecond) επιτρέποντας μας να παρατηρήσουμε φαινόμενα που ήταν αδύνατον προηγουμένως, με τις μέχρι τώρα διατάξεις .

.

 Και δεν σταματάμε εδώ. Πιο στοχεύμενες θεραπείες κατά του καρκίνου, με πολύ μικρότερο βαθμό θνησιμότητας και αριθμό παρενεργειών από άλλες συμβατικές θεραπείες, μπορούν να υλοποιηθούν στο εγγύς μέλλον.

       

Πηγές: ΑΜΕ ΑΠΕ Nobel Prize Περιοδικό Φαινόμενον