Нобелевский комитет наградил в 2018 году сразу трех физиковза достижения в области лазерной оптики.
Американцу Артуру Ашкину – за лазерный пинцет, применяемый в биологии. Жерару Муру из Франции и Донне Стрикленд из Канады – за метод получения ультракоротких оптических импульсов, повышающих мощность лазеров.
Лазерный пинцет
Лазерный или оптический пинцет, изобретенный в 1987 году, перемещает вещества с помощью света – лазерный пучок специальной формы захватывает отдельные клетки и даже атомы. В отличие от обычных пинцетов, которые использовались до этого, клетки не повреждаются.
“Артур Ашкин реализовал свою мечту, создав световую ловушку. Так научная фантастика стала реальностью”, – говорится в пресс-релизе Нобелевского комитета.
Принцип работы оптического пинцета заключается в использовании давления света. У маленьких частиц очень большая поверхность по отношению к их очень маленькому объему. Поэтому сила давления света для них очень велика по отношению к их массе.
С помощью этих пинцетов даже можно двигать предметы, расположенные за непроницаемой преградой, в случае, если она прозрачна для света. Чтобы проводить операции на клетках, не обязательно вскрывать саму клеточную оболочку. Можно двигать что-то внутри клетки прямо сквозь эту оболочку.
Полученные таким образом знания ученые используются для разработки лекарств и борьбы с заболеваниями.
К примеру, ученые выяснили, что белки, обеспечивающие внутриклеточный транспорт и сокращение мышц работают “шагами”.
Биофизики измерили вязкоупругие свойства биополимеров и научились собирать искусственные клетки в упорядоченные структуры.
Кроме того, ученые часто используют оптические пинцеты, чтобы управлять отдельными атомами – например, в марте этого года австралийские физики измерили с точностью до сотых долей аттоньютона силу, действующую на отдельный атом, а в апреле американские исследователи впервые провели химическую реакцию между отдельными атомами щелочных металлов.
В январе этого года американские инженеры получили с помощью оптического пинцета цветное трехмерное изображение, напоминающее голограммы из научно-фантастических фильмов.
Оптические импульсы
Вторую часть премии получили Жерар Муру и Донна Стикланд, которая стала третьей женщиной в истории, получившей Нобелевскую премию по физике после Марии Кюри и Марии Гепперт-Майер.
В 1985 году они открыли способ увеличения мощности лазеров. Это “открыло новые области исследований и привело к широкому промышленному и медицинскому применению”, говорится в сообщении Нобелевского комитета.
