Мечі джедая: за що дали нобеля з фізики

Нагородження Нобелівською премією 2018 відзначилось скандалом навколо визначення лауреата з літератури, підняттям дуже важливої теми в номінації на Премію миру, відзначенням впливу інновацій в економіці та практичністю номінантів з природничих напрямків.

Про це на так званому пре-паті перед офіційним нагородженням цьогорічних щасливчиків у Стокгольмі розповіли доповідачі в Києві, запрошені українською POP Science ініціативою “Nobilitet”.

Цьогорічна премія з фізики стала дуже практичною. Вона розділена на два дослідження. І перше, і друге стосується лазерної фізики і звучить як “За новаторські відкриття у сфері лазерної фізики”.

Приєднуйтесь до спільноти дослідників та мандрівників у Facebook, або спіймай черепаху

Як стверджує спікер Nobilitet, кандидат фізико-математичних наук Юлія Безвершенко, абсолютно нових відкриттів не було зроблено. Радше були правильно поставлені питання й віднайдені відповіді. Першу частину премії отримав Артур Ешкін (США) “За оптичні пінцети і їхнє застосування до біологічних систем”. Друга ж частина пішла до Жана Моро (Франція) і Донни Стрікленд (Канада) “За генерацію ультракоротких і високоінтенсивних лазерних імпульсів.” Це п’ята Нобелівська премія в сфері лазерної фізики. Основна відмінність природного електромагнітного випромінювання від лазерного це те, що перше є нескорельованою “сумішшю” хвиль різної довжини, тоді як друге це чітко спроектоване випромінювання. 

Артур Ешкін є родоначальником ідеї оптичних пінцетів й загалом тиску світла на атоми та інші частинки. Ще в 1969 році науковець задає питання чи можна спостерігати суттєвий рух малих частинок під впливом лазерного світла. До відповіді фізика долучаються й інші зацікавлені, яким відомо, що лазерне випромінювання здатне чинити суттєвий тиск на невеликі об’єкти на відстані мікро-, нанометра.

“Таким способом ми отримуємо інструмент, який дозволяє нам утримувати ці речі”, резюмує доповідачка зустрічі Юлія Безвершенко.

Читайте: Важко бути Богом: за що дали нобеля з медицини

 Осідлати еволюцію: за що дали нобеля з хімії

Якщо взяти діелектричну поліпропіленову кульку, “вдягнути” її на лазер, причепити до кульки якийсь мікро/

Юлія Безвершенко. Фото: Михайло Богомаз

нано об’єкт, молекулу ДНК, наприклад, то рухаючи лазером можна досліджувати її фізичні властивості. “Є такий сумний жарт, що до Нобелівської премії треба дожити. Ешкін дожив. Зараз він найстаріший Нобелівський лауреат. Тут є велика справедливість, тому що за працю Ешкіна вже отримав Нобелівську премію один із його співавторів про лазерне охолодження атомів. І його колега явно відзначив, що від Ешкіна пішла оця генерація питань-відповідей, які пізніше отримали Нобелівські премії. Тому ми можемо сказати, що цю премію отримала людина, яка дала людству дійсно багато корисного”, підсумовує Юлія Безвершенко.

Цікавий факт про другу частину цьогорічної Нобелівської премії з фізики. Її дали Донні Стрікленд за дослідження, зроблене ще в 1985 році. На той час науковиця була ще аспіранткою, а Жан Моро, який також став лауреатом, її керівником. “Тому Нобелівську премію отримала людина за свою кандидатську дисертацію. Це дуже рідкісний випадок”, стверджує Юлія.

На момент дослідження фізики будували все потужніші й потужніші лазери. І в якийсь момент вони вперлися у фундаментальне обмеження. “А фундаментальне обмеження тим і погане, що воно фундаментальне. Це означає, що треба обманути природу, а вона за нас розумніша із запасом”, пояснює доповідачка. Обмеження полягало в можливостях підсилюючої речовини, в яку направлялось лазерне світло нижчої інтенсивності (за вищого значення матерію б розірвало). І от у 1985 році досягли максимуму в такому типі технологій. Жан Моро і Донна Стрікленд придумали як обійти природне обмеження за допомогою способу, який вже використовували для радарів.

“Донна Стрікленд і Жан Моро пропонують таке в 1985 році. Давайте імпульс певної інтенсивності засунемо в дифракційну пару, яка робить дуже просту річ. Світло різних частот проходить різну оптичну відстань, так що на виході першим вийде червоне світло, потім жовте і так далі. Тобто імпульс розтягується як гармошка в 1001000 разів”, пояснює Юлія Безвершенко. При цьому інтенсивність імпульсу падає. В такому вигляді він заходить до підсилювача не всім пакетом, а окремими частотами. На виході буде так само розтягнений імпульс з підсиленими окремими хвилями. Після того варто просто запустити цей імпульс у таку саму дифракційну пару, яка компенсує різницю ходу хвиль і з’єднує хвилі назад.

“В результаті вихідний імпульс з тим самим частотним набором підсилюється до мільйона разів і більше. Погодьтеся, це такий трюк з природою”,  переконує спікерка. Застосування цієї технології доволі широке: від фундаментальної та експериментальної фізики до медицини, де такі високоінтенсивні лазери діють як гострі високоточні ножі й можуть лікувати захворювання ока, наприклад.

Ваш доброчинний внесок миттєво допоможе нам підтримати те, про що Ви та ваші близькі дізнаєтесь на сторінках журналу

Наталія Шевченко
  • 5 Posts
  • 0дописів
журналіст, фотограф - анімаліст. Знимкую дику природу в компанії Bogomaz Conservation Photography. Дописую в National Geographic та знімаю документальні фільми.