Stockholmer Ehrung für Laserforscher

Physik-Nobelpreis 2018 bringt Licht in die Sache

Der Physik-Nobelpreis 2018 wurde an Wissenschaftler aus den USA, Kanada und Frankreich für ihre Arbeit an der Herstellung von spezialisierten Laserwerkzeugen für Technik und Medizin. Das gab die Königlich Schwedische Akademie der Wissenschaften am 02.10.2018 in Stockholm bekannt.

Arthur Ashkin (USA), Gérard Mourou (Frankreich) und Donna Strickland (Kanada). Das Nobelkomitee würdigte die Wissenschaftler für ihre Arbeiten, die neue Methoden in der Biologie, Materialwissenschaften und Medizin ermöglichten. Der heute 94jährige Ashkin arbeitet an den Bell Labs in Holmdel (New Jersey) und erfand die “optische Pinzette”, mit deren Laserlicht Forscher mikroskopisch kleine Objekte berührungsfrei festhalten und sehr geringe Kräfte an ihnen messen können. Bereits 1987 war es Ashkin gelungen, einzelne Bakterien mit der Kraft des Lichtes anzuheben, ohne sie zu beschädigen.

Strickland, 59, (École Polytechnique in Palaiseau) und Mourou, 74, (University of Waterloo in Canada) entwickelten ein Verfahren zur Erzeugung der kürzesten und energiereichsten Laserpulse aller Zeiten. Sie entwickelten 1985 das Prinzip der “Chirped Pulse Amplification” (dt.: Verstärkung gechirpter Pulse*), bei dem ein Laserpuls mit sehr hoher Intensität zuerst gedehnt und verstärkt, anschließend dann wieder sehr stark komprimiert wird – eine Methode in der Laserphysik, mit der maximale Pulsspitzenleistungen im sog. Petawatt-Bereich (gemeint sind mehr als 1015 W) erreicht werden. So hohe Spitzenleistungen können von Laserstrahlquellen nicht direkt erzeugt werden, da üblicherweise die Verstärkermedien des Lasers durch nichtlineare optische Effekte zerstört würden. Daher werden Laserpulse außerhalb des Resonators in einem Verstärker räumlich gestreckt, wodurch sich ihre Energiedichte verringert, und durchlaufen dann ein Verstärkermedium. Nach der Verstärkung werden sie komprimiert und mit der dann höheren Leistungsdichte in Experimenten oder industriellen Anwendungen eingesetzt. Mit CPA wurden Laser mit Intensitäten von bis zu 1022 W/cm² bei einer Pulslänge von einigen Femtosekunden aufgebaut (nach de.wikipedia.org/Chirped_Pulse_Amplification).

Der Preis ist mit 866.590 Euro dotiert, wovon die Hälfte an Arthur Ashkin und die andere Hälfte gemeinsam an Gérard Mourou und Donna Strickland geht.

[note *)Als Chirp (englisch (to) chirp „tschilpen, zirpen, Zwitschern“) oder eine Zirpe wird in der Signalverarbeitung ein Signal bezeichnet, dessen Frequenz sich zeitlich ändert. Dabei wird zwischen positiven Chirps – bei denen die Frequenz zeitlich zunimmt – und negativen – die eine Frequenzabnahme aufweisen – unterschieden. (Nach de.wikipedia.org/Chirp)]

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