Нобелевку-2018 по физике дали за оптический пинцет: ее мог бы получить российский физик

Нобелевский комитет был очарован лазерами.

Продолжается нобелевская неделя. Вслед за объявлением лауреатов в области медицины и физиологии стали известны ученые, которые получат Нобелевскую премию по физике. Это Артур Ашкин (Arthur Ashkin), Жерар Муру (Gеrard Mourou) и Донна Стрикленд (Donna Strickland). Высочайшей научной награды они удостоены «За новаторские изобретения в области лазерной физики».

Нынешние лауреаты в области физики

Артур Ашкин — американский физик, сотрудник Bell Laboratories - крупной исследовательской корпорации, которая специализируется в области телекоммуникаций, компьютерных и электронных систем.

Ашкин давно уже известен как создатель так называемого оптического или лазерного пинцета. В его основе - лазерные лучи, которыми, как выяснилось, можно захватывать, удерживать и перемещать небольшие объекты. Собственно за этот «пинцет» Ашкин и получил Нобелевскую премию. В первую очередь, его изобретением стали пользоваться биологи и медики, которые начали ухватывать отдельные бактерии и даже вирусы - перемещать их, не нанося никакого вреда, под микроскоп и изучать. Изучать, что называется, живьем.

Ашкин начинал двигать лазерными лучами крошечные сферы, постепенно добрался и до бактерий.

Работа чудо-пинцета и сам он основан на явлении, которое известно даже школьникам — на световом давлении. Вспомните картинку из учебника: легкий пропеллер из фольги, накрытый стеклянным колпаком. Конструкцию подставляют под солнечный свет, и пропеллер начинает вращаться. Световое давление. Первым этот эффект продемонстрировал русский физик Петр Лебедев. Он же его и измерил. Дожил бы, может быть, получил бы Нобелевскую премию вместе с Ашкиным. Ведь тот, по сути, воспользовался идеями Лебедева. Но, конечно, развил их и довел да практического применения.

Ныне с помощью оптического пинцета Ашкина можно перемещать, а можно и удерживать в трех измерениях частицы размером от 10 нанометров до 10 микрометров.

Кстати, устройство, аналогичное оптическому пинцету, еще в 1968 году предлагал создать советский физик Владлен Летохов. Только он хотел ловить не бактерии, а атомы — удерживать их и тем самым охлаждать до очень низких температур. Идею опять же реализовали в США под руководством все того же Ашкина — через 10 лет.

В 2001 году за цикл работ «Лазерное охлаждение и пленение атомов» Летохов получил премию имени Рождественского. А его американский коллега Стивен Чу (Steven Chu) — в прошлом сотрудник Ашкина — примерно за то же самое был удостоен Нобелевской премии по физике за 1997 год.

Французские ученые Муру и Стрикленд тоже отличились в области лазеров. Они придумали, как генерировать небывало короткие и мощные импульсы, с помощью которых можно пробивать отверстия в различных материалах. В том числе и в живых. Тысячи операций на глазах проводят, используя «импульсы Муре и Стрикленд»

Более короткие лазерные импульсы (справа) позволяют делать более точные отверстия. И не повреждать окружающие ткани.

Донна Стрикленд стала третьей женщиной, удостоенной Нобелевской премии.

- Это надо отпраздновать, - сказала иследовательница, когда ей сообщили о победе.

КОММЕНТАРИЙ СПЕЦИАЛИСТА

Андрей Федянин, профессор физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова:

- Используя технику оптического (или лазерного) пинцета, можно манипулировать с субмикронной точностью нано- и микро- объектами, включая биологические, например, клетки. Лазерный пинцет также может быть использован в различных ситуациях, например, для исследования потоков в микро- и нанофлюидике, а также с его помощью можно создавать из микро- и нано-частиц объемные структуры. Оптический пинцет может применяться как сверхчувствительный динамометр, позволяющий измерять сверхмалые усилия, размером порядка фемтоньютонов, что позволило его использовать для таких задач, как например, исследование механических свойств спирали ДНК.

Еще раз взгляните на лауреатов Нобелевской премии по физике 2018 года. На троих они разделят более миллиона долларов.

КСТАТИ

В прошлом году Нобелевскую премию по физике получили американцы Барри Бэриш, Райннер Вайсс и Кип Торн «за решающий вклад в детектор LIGO и наблюдение гравитационных волн». "Комсомольская правда" подробно писала об этом эпохальном открытии: Сбылось предсказание Альберта Эйнштейна, сделанное 100 лет назад

Еще больше интересных подробностей в материале Сенсация: впервые уловлены гравитационные волны от нейтронных звезд