Nobelprijs Natuurkunde voor revolutionaire lasertechnieken
De Nobelprijs voor Natuurkunde gaat dit jaar naar de bedenkers van het ‘optische pincet’ (de Amerikaan Arthur Ashkin) en een methode om krachtige laserpulsen te maken (de Fransman Gérard Mourou en de Canadese Donna Strickland). Beide vindingen stammen uit de jaren tachtig, en vormen tegenwoordig belangrijk gereedschap voor wetenschappers in uiteenlopende vakgebieden. Krachtige laserpulsen worden daarnaast ook in de industrie gebruikt, bijvoorbeeld voor microfabricage en voor precisiechirurgie.
TU/e-hoogleraar Jom Luiten, hoofd van de groep Coherence and Quantum Technology, gebruikt de door Mourou en Strickland bedachte techniek CPA (chirped pulse amplification) dagelijks. Luiten: “De laserversterkers die op CPA zijn gebaseerd kun je al jaren kopen, het is inmiddels een standaardproduct dat door heel veel laserwetenschappers wordt gebruikt.” Daarnaast zijn er hele industrieën gebaseerd op CPA, benadrukt hij, middels de femtoseconde-lasers die het mogelijk maken om heel snel en nauwkeurig materialen te bewerken. “Ik heb jaren geleden al gezegd dat Mourou hiervoor de Nobelprijs zou moeten krijgen, dus ik vind het helemaal terecht.”
De techniek van Gérard Mourou en Donna Strickland (destijds promovenda bij Mourou aan de University of Rochester in New York) maakt het mogelijk om de intensiteit van laserpulsen te verhogen zonder schade te veroorzaken aan het versterkende materiaal. De truc is om eerst de pulsen op te rekken in de tijd, ze daarna te versterken, en vervolgens weer te comprimeren.
Pincet
De andere helft van de Nobelprijs gaat naar de Arthur Ashkin, de uitvinder van het ‘optisch pincet’. Hij liet zien dat je in de focus van een laserbundel kleine deeltjes kunt ‘vastpakken’, zoals piepschuimbolletjes, maar ook bacteriën, virussen en zelfs moleculen en atomen.
Het optisch pincet is een belangrijk gereedschap geworden in de biofysica, zegt TU/e-hoogleraar Menno Prins van de groep Molecular Biosensing for Medical Diagnostics. “Je kunt er enkele moleculen mee bestuderen onder een microscoop. Wij doen dat nu overigens met andere technieken, zoals het magnetisch pincet en atoomkrachtmicroscopie. Ashkin ken ik als vakgenoot uit de wetenschappelijke literatuur, maar wij doen meer toepassingsgericht onderzoek. Je kunt ons zien als een volgende generatie.”
Discussie