Bản in

Khoa học

Thứ Năm, 4/10/2018 17:56

Giải Nobel Vật lý cho công cụ ánh sáng

Giải Nobel Vật lý cho công cụ ánh sáng

GD&TĐ - Giải Nobel Vật lý năm nay được dành cho phát hiện mang tính bước ngoặt trong lĩnh vực vật lý laser. Nhà khoa học Mỹ Arthur Ashkin nhận nửa giải thưởng vì đã tạo ra “cái kẹp” laser, nhờ đó có thể điều khiển các đối tượng sinh học. Nửa giải thưởng còn lại thuộc về nhà khoa học Pháp Gerard Mourou và nhà khoa học nữ Canada, bà Donna Strickland, vì đã phát triển phương pháp tạo xung ánh sáng mạnh và cực ngắn.
 

Theo đánh giá của Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển, các công trình được giải Nobel nói trên đã giúp quan sát các đối tượng siêu nhỏ và các quá trình siêu nhanh. Các thiết bị khoa học được chế tạo dựa trên cơ sở các đối tượng siêu nhỏ và các quá trình siêu nhanh đã mở ra các khu vực nghiên cứu hoàn toàn mới lạ, có nhiều ứng dụng trong y học và công nghiệp.

Vào đầu những năm 60 thế kỷ trước, chẳng bao lâu sau khi những laser đầu tiên xuất hiện, nhà khoa học Arthur Ashkin bắt đầu các thí nghiệm, trong đó ông muốn chứng minh rằng, chúng ta có thể di chuyển các đối tượng nhỏ nhờ chùm ánh sáng mạnh.

Các kết quả đầu tiên xuất hiện khi tia laser dịch chuyển được các quả cầu trong suốt có kích thước micro. Điều làm Ashkin ngạc nhiên là hiện tượng các quả cầu đồng thời bị kéo vào trung tâm tia laser, nơi cường độ ánh sáng mạnh nhất.

Khi Ashkin bổ sung thấu kính để hội tụ thêm tia laser, ông đã tạo thành công bẫy ánh sáng, có khả năng giữ các phân tử tại một vị trí. Bằng cách này, Ashkin phát triển kỹ thuật gọi là “kẹp quang học”, cho phép tóm bắt các nguyên tử, phân tử hay virus để nghiên cứu chúng cụ thể hơn.

Bước đột phá xuất hiện vào năm 1987, khi Ashkin sử dụng tia laser tóm bắt được vi khuẩn sống. Phương pháp không gây tổn thương cho cá thể sống đã mở ra những khả năng nghiên cứu mới về cơ chế sự sống.

Nhờ kẹp ánh sáng, người ta đã nghiên cứu protein, phân tử DNA, các phân tử lớn thực hiện các nhiệm vụ thiết thực bên trong tế bào. Các nghiên cứu sinh học có được một công cụ mạnh, cho phép tóm bắt, đảo và trộn các phân tử hay vi khuẩn mà không chạm vào chúng.

Hai nhà khoa học Gerard Mourou và Donna Strickland phát triển phương pháp tạo các xung laser ngắn nhất và mạnh nhất mà không phá hủy vật liệu gia cố. (Bài báo khoa học công bố năm 1985 dựa trên công trình nghiên cứu khoa học của Strickland). Công nghệ của hai nhà khoa học này trở thành tiêu chuẩn khi tạo ra laser có xung cực ngắn và cường độ cao, được sử dụng trong khoa học và trong nhiều lĩnh vực công nghiệp và y tế, chẳng hạn như laser chỉnh sửa thị giác.

Theo Tuấn Sơn
Nauka