2018 Nobel Fizik Ödülü bu sabah lazer fiziğine katkılarından ötürü üç bilim insanına verildi. Kariyerini Bell Laboratuvarlarında harcayan Arthur Ashkin optik cımbız adı verilen buluşu ile ödülün yarısına layık görülürken, ödülün diğer yarısı yüksek yoğunluklu ultra kısa lazer pulsları üzerine yaptıkları çalışmalar için Gerard Mourou ve Donna Strickland’e verildi.
Strickland, 1963 yılında nükleer kabuk yapısı ile ilgili buluşlarından dolayı Nobel Fizik Ödülüne layık görülen Maria Goeppert-Mayer’den sonra Nobel Fizik Ödülünü alan ilk kadın olurken, toplamda bu ödülü alan üçüncü kadın oldu (diğer ödül 1903 yılında Marie Curie’ye verildi).
Doksan altı yaşında olan Ashkin bir Nobel Ödülü alan en yaşlı yaşayan insan unvanın da sahibi oldu. Ashkin 1970 ve 1980 yılları arasında Bell Laboratuvarlarında optik cımbız adı verilen buluşu gerçekleştirdi. Ashkin’in bulduğu teknik bir atom büyüklüğündeki parçacıkları lazerler yardımıyla hapsederek, onları kontrol etmeyi sağlıyor. Bu teknik DNA, virüsler, bakteriler ve yaşayan hücreler ile ilgili yapılan bir çok araştırmada kullanıldı.
Araştırmalarında optik hapsetme tekniğini kullanan New York Üniversite’sinden Katı-hal fizikçisi David Grier ‘e göre, “Ashkin’in çalışmaları bir çok bilim ve mühendislik alanında çığır açtı. Ashkin’in bu ödülü çoktan alması gerekirdi. “
Grier’e göre Ashkin’in buluşunda ki anahtar nokta, tek bir lazer demetinin bir nesneyi demet yönünde iterek ve daha sonra demetin tersi yönde geri iterek üç boyutta hapsedebilmesidir. Bu çalışmadaki en önemli kısım optik cımbız adını verdiği tekniği gerçekleştirerek bir Işık demetinin çok keskin bir şekilde odaklanmasını sağlamasıdır. Odak noktası yakınındaki bir küçük nesne bu ışığın bir kısmını ışığın hareketi doğrultusunda saçabilir. Bu durum gerçekleştiğinde parçacık geri teper. Işığın hareketi yönündeki kuvvet , ışığın ters yönündeki radyasyon basıncını dengeleyerek bir tuzak oluşturur.
Optik cımbız tekniği ile hapsedilen ve soğutulan atomlar sayesinde ileri derecede hassas atomik saatlerin yapılması ve yerçekimi ivmesinin ölçülmesinden dolayı, 1997’de üç fizikçiye Nobel Fizik Ödülü verildi. Optik tuzaklama 2001 yılı Nobel Fizik Ödülü çalışması, Bose-Einstein yoğunlaşması deneyinde de kullanıldı. Basta Ahskin olmak üzere birçok bilim insani optik cımbız tekniğini kullanarak biyolojik sistemleri onlara zarar vermeden tuzaklamayı başardı.
Fransa’daki Ecole Polytechnique’den Mourou ve Kanada’daki University of Waterloo’dan Strickland çok kısa ve yoğun lazer pulsları oluşturmak için bir teknik geliştirdi. Chirped puls amplifikasyonu adı verilen bu teknik, hassas göz ameliyatlarında ve dünyada bulunan bir çok fizik laboratuvarında standart bir metot olarak sıkça kullanılmaktadır.
Strickland 1985 yılında lazer pulsularının amplifikasyonunu keşfettiğinde bir doktora öğrencisiydi ve Mourou ile birlikte University of Rochester’da çalışıyordu.
Ludwig Maximilian Üniversite’sinden Matthias Kling’e göre, kısa puls lazerler göz ameliyatları dışında, fizik, biyoloji, kimya, malzeme bilimi, endüstri ve tip alanlarında sıkça kullanılmaktadır. Kling’e göre chirped puls amplifikasyonu lazer keşfi kadar önemli bir buluştur.
