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Technology Review

Nobelpreis für Physik geht an Lasertechnik-Forscher

Der Physik-Nobelpreis wird an Arthur Ashkin, Gérard Mourou und Donna Strickland für ihre Arbeiten in der Lasertechnik verliehen.

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Medizin-Nobelpreis für zwei Krebsforscher

(Bild: Nobelprize1 / Jonathunder / cc by-sa 3.0 )

Den diesjährigen Nobelpreis für Physik teilen sich der US-Amerikaner Arthur Ashkin, der Franzose Gérard Mourou und die Kanadierin Donna Strickland. Die drei Physiker haben revolutionäre Techniken in der Laserphysik entwickelt, begründete das Nobelpreis-Komitee der Königlich Schwedischen Akademie der Wissenschaften seine Entscheidung. Die Auszeichnung ist mit umgerechnet 870.000 Euro dotiert.

Zur einen Hälfte geht der Preis an den 96-jährigen Arthur Ashkin für sein Prinzip der optischen Pinzette und ihre Anwendung auf biologische Systeme. Die andere Hälfte teilen sich der 74-jährige Gérard Mourou und die 59-jährige Donna Strickland für ihre Erzeugung hochintensiver ultrakurzer Lichtimpulse. Strickland ist erst die dritte Frau, die mit einem Physik-Nobelpreis ausgezeichnet wird und die erste seit 55 Jahren. Ashkin ist der älteste Preisträger eines Nobelpreises.

Die von Ashkin erfundene optische Pinzette kann mit einem Laserstrahl kleinste Objekte wie Viren und andere Zellen erfassen. Es gelang ihm, winzige Partikel in das Zentrum des Laserstrahls zu bewegen und dort zu halten. Das Jahr 1987 brachte einen Durchbruch, als Ashkin mit der optischen Pinzette lebende Bakterien einfing, ohne sie zu beschädigen. Heute sind optische Pinzetten ein wichtiges Werkzeug, in der Biologie und Medizin, um Aktionen auf Zellebene zu vollführen.

Lichtfalle der optischen Pinzette

(Bild: Johan Jarnestad / The Royal Swedish Academy of Sciences)

Gérard Mourou und Donna Strickland ebneten den Weg zu den kürzesten und intensivsten Laserimpulsen, die je erzeugt wurden. Es gelang ihnen, ultrakurze, hochintensive Laserimpulse zu erzeugen, ohne das Verstärkungsmaterial zu zerstören. Zuerst dehnten sie die Laserimpulse zeitlich aus, um deren Leistungsspitze zu verkleinern, dann verstärkten sie die Impulse und komprimierten sie wiederum zeitlich. Wird ein Impuls zeitlich komprimiert und kürzer, dann wird mehr Licht auf engstem Raum abgegeben – die Intensität des Impulses nimmt dramatisch zu.

Stricklands und Mourous neue Technik, genannt Chirped Puls Amplification, CPA, wurde bald zum Standard für Hochleistungslaser. Zu den Anwendungen gehören Millionen von Augenoperationen, die jedes Jahr mit den feinsten Laserstrahlen durchgeführt werden.

Chirped Pulse Amplification (CPA)

(Bild: Johan Jarnestad / The Royal Swedish Academy of Sciences)

Im vergangenen Jahr ging die Auszeichnung des Physik-Nobelpreises an die US-Amerikaner Rainer Weiss, Barry Barish und Kip Thorne für den ersten direkten Nachweis im All entstehender Gravitationswellen. Die Existenz von Gravitationswellen hatte schon Albert Einstein hundert Jahre zuvor vorhergesagt.

Mit dem Medizin-Nobelpreis startete am Montag die Bekanntgabe der diesjährigen Preisträger des Nobelpreises. Am Mittwoch werden die Träger des Chemie-Preises verkündet. Die feierliche Vergabe aller Auszeichnungen findet am 10. Dezember statt, dem Todestag des Preisstifters Alfred Nobel. (anwe)