Kultúra
Lézerfizikai felfedezésekért hárman kapják a fizikai Nobel-díjat
Az amerikai Arthur Ashkiné, a francia Gérard Mouroué és a kanadai Donna Stricklandé az elismerés
Arthur Ashkin az optikai csipesz megalkotásáért és az eszköz biológiai rendszerekben való alkalmazásáért, Gérard Mourou és Donna Strickland pedig a nagy intenzitású, ultrarövid lézerimpulzusok létrehozásának kidolgozásáért részesül a legrangosabb tudományos elismerésben.
Az indoklás szerint az idei kitüntetettek forradalmasították a lézerfizikát. Rendkívül kicsi precíz eszközök megalkotásával új kutatási területek nyíltak meg nemcsak az orvostudományban, hanem az iparban is.
Az Arhtur Ashkin által feltalált optikai csipeszek részecskéket, atomokat, vírusokat és más élő sejteket képesek megragadni lézernyaláb "ujjaikkal". Az amerikai tudós 1987-ben ért el áttörést, amikor a csipesszel képes volt megragadni élő baktériumokat anélkül, hogy kárt okozott volna bennük. Ezt követően vágott bele a biológiai rendszerek tanulmányozásába. Az optikai csipeszt manapság széles körben használják az élet gépezetének tanulmányozására.
Gérard Mourou és Donna Strickland kövezte ki az utat a legrövidebb és legnagyobb intenzitású lézerimpulzusok létrehozásához. Forradalmi jelentőségű tanulmányuk 1985-ben jelent meg.
A nagy intenzitású lézerimpulzusok előállítása az általuk kidolgozott fázismodulált impulzuserősítésen (Chirped Pulse Amplification, CPA) alapul. Ennek lényege, hogy az impulzusokat először időben megnyújtják, amellyel lecsökkentik a csúcsintenzitásukat. Ezután az impulzusokat erősítik, végül pedig közel eredeti hosszukra nyomják össze őket.
A fázismodulált impulzuserősítés megjelenése a lézerek teljesítményének és intenzitásának drámai növekedéséhez vezetett. Mourou és Strickland felfedezéseinek gyakorlati alkalmazása ma már egyre szélesebb körű, többek közt szemműtétek millióit végzik ennek alapján.
A kitüntetettek 9 millió svéd koronával (282 millió forintos összeggel) gazdagodnak. Az összeg felét a 96 éves Arthur Ashkin kapja, a másik felén a 74 éves Gérard Mourou és az 1959-es születésű Donna Strickland osztozik.
A kanadai tudós mindössze a harmadik nő, akinek odaítélték a fizikai Nobel-díjat. Ezt megelőzően, 1963-ban a német-amerikai Maria Goeppert-Mayer, előtte 60 évvel pedig Marie Curie részesült az elismerésben ebben a kategóriában.
A díjátadó ünnepséget hagyományosan december 10-én, az elismerést alapító Alfred Nobel halálának évfordulóján rendezik.
Donna Strickland: a női fizikusokat ünnepli a Nobel-díj
Donna Strickland szerint a női fizikusokat ünnepli a 2018. évi fizikai Nobel-díj, amelyet a Waterlooi Egyetem kutatója megosztva kapott Arthur Ashkin amerikai és Gérard Mourou francia tudóssal a lézerfizika területén elért úttörő eredményeiért.
A kanadai tudós mindössze a harmadik nő, akinek odaítélték a fizikai Nobel-díjat. Ezt megelőzően 1963-ban a német-amerikai Maria Goeppert-Mayer, előtte 60 évvel Marie Curie részesült az elismerésben a fizika területén.
Strickland elmondta, amikor meghallotta a hírt, az első gondolata az volt, hogy "ez őrület". "Mindig lamentálsz azon, hogy valóság-e" - hangsúlyozta a Nobel-díj odaítéléséről tartott sajtótájékoztatón, amelybe telefonon kapcsolódott be.
Elmondta, hogy megtisztelve érzi magát, hogy azon nők egyike lehet, akik eddig elnyerték a fizikai Nobel-díjat.
"Nyilvánvaló, hogy a női fizikusokat kell ünnepelnünk, mivel ott vagyunk a pályán" - hangsúlyozta. Annak a reményének adott hangot, hogy idővel talán gyorsabb ütemben részesülhetnek nők az elismerésből.
Donna Strickland egyébként 2015 óta az első nő, aki Nobel-díjat kap. 2015-ben Tu Ju-ju kínai kutató orvosi-élettani Nobel-díjat kapott, és Szvetlana Alekszejevics fehérorosz írónőnek ítélték oda az irodalmi Nobel-díjat, azóta azonban egyik területen sem volt női díjazott.
Arthur Ashkin az optikai csipesz megalkotásáért és az eszköz biológiai rendszerekben való alkalmazásáért, Gérard Mourou és Donna Strickland pedig a nagy intenzitású, ultrarövid lézerimpulzusok létrehozásának kidolgozásáért részesül a fizikai Nobel-díjban. Az indoklás szerint az idei kitüntetettek forradalmasították a lézerfizikát. Rendkívül kicsi precíz eszközök megalkotásával új kutatási területek nyíltak meg nemcsak az orvostudományban, hanem az iparban is.
A díjátadó ünnepséget hagyományosan december 10-én, az elismerést alapító Alfred Nobel halálának évfordulóján rendezik.
Kelemen Lóránd: Az optikai csipesz a kutatók láthatatlan keze
Kelemen Lóránd magyarázata szerint az optikai csipesz lényege, hogy külső mechanikai eszköz nélkül lehet vele megfogni vagy mozgatni mikroszkopikus tárgyakat. Az optikai csipesz széles körben elterjedt az élettudományok területén, és segítségével akár egyedi sejtek is vizsgálhatók. "De akár az atomokat is le lehet vele lassítani és olyan fizikai állapotokat lehet létrehozni az atomok együttesében, amelyek hétköznapi módon nem elérhetőek" - mondta, hozzátéve, hogy az optikai csipeszt már számos laboratóriumban használják.
Az eszköz biológiai rendszerekben való alkalmazásáról szólva kiemelte, hogy az optikai csipesz segítségével a biológiai molekulák kölcsönhatásait jóval finomabban és kontroláltabb körülmények között lehet vizsgálni. "Egy olyan eszközt adtak a kutatóknak, amely segítségével külső mechanikai szerszám nélkül, mintegy láthatatlan kézzel foghatják meg a biológiai molekulákat és vizsgálhatják meg mechanikai jellemzőiket vagy akár meg is változtathatják bizonyos tulajdonságát a vizsgált molekuláknak" - mondta.
Emellett az eszköz segítségével a fehérjék szerkezetéről is sokat megtudhatunk. Ha egy fehérjét egy hosszú, feltekert fonalként képzelünk el, a szerkezetéről, működéséről úgy is értékes információt szerezhetünk, ha a fehérjeszál két végét megfogjuk és kigombolyítjuk - magyarázta a kutató.
Kelemen Lóránd a felfedezés mindennapi hasznosulására a diagnosztikai módszereket említette példaként. A csipesz egyik változatával például sejteket lehet szétválogatni - mutatott rá a tudós, hozzátéve: már kísérleteztek azzal, hogy egy daganatos betegtől levett mintát sejtekre bontottak, amelyben így megvizsgálhatták, hogy mennyi a rákos és nem rákos sejt.
Gérard Mourou és Donna Strickland Nobel-díjjal elismert felfedezéséről szólva a magyar kutató kiemelte, hogy az ultrarövid, nagy intenzitású lézerimpulzusok nélkül például körülményesebb lenne a szemműtétek elvégzése, ha ilyen lézert használnak, fájdalommentesebb a műtét, gyorsabban gyógyulnak a betegek.
Magyarázatként elmondta, hogy ha rövidebb impulzusokban adagolják az energiát egy biológiai szövetbe, akkor jóval kevésbé melegszik fel, és jelentősen kisebb mechanikai roncsolódás éri a műtét környéki területeket.
Beszélt arról is, hogy ezek a lézerek nagy segítséget nyújtanak az ultagyors időskálán lezajló biológiai folyamatok vizsgálatában is, mert egy pillanatképet tudnak adni a gyorsan lezajló folyamatról.
"Minél rövidebb impulzusú egy lézer, annál pontosabban meg lehet mondani, hogy egy kémiai folyamat vagy egy biológiai reakció során mi történik az adott rendszerrel" - magyarázta a kutató, hozzátéve, hogy ezeken az ultrarövid lézereken alapul a szegedi ELI-ALPS kutatóközpont működése is.