Найти тему
Green Brain

Нобелеўская прэмія 2018 года па лазернай фізіцы

https://unsplash.com/photos/HkN64BISuQA
https://unsplash.com/photos/HkN64BISuQA

Калі я прыехаў у Bell Labs ў 1988 годзе на дактарантуру, каб працаваць з Аластарам Гласам у аддзеле аптычных матэрыялаў, офіс, якім я дзяліўся з Донам Олсанам, быў побач з загадкавым кабінетам Арта Ашкіна. Мастацтва было легендай у калідорах на месцы многіх легенд. Bell Labs у канцы 80-х гадоў, нават пасля вядомага пераводу AT&T у Дзіцячыя звоны, стала месцам міфічных памераў. На сайце Holmdel у Нью-Джэрсі, доме філіяла лазернай фізікі Bell Labs, за абедзенным сталом знаходзіўся нехта з лазерных навук. Чак Шэнк, Дэніэл Хемла, Уэйн Нокс, Лін Молленауэр. Новая ідэя з'явілася б у абедзенны час, і атрыманы ліст Phys Rev будзе прадстаўлены на працягу месяца ... гэта была хуткасць даследаванняў у Bell Labs. Калі вам спатрэбілася экспертыза альбо патрапілі на корч у эксперыменце, сусветны эксперт амаль што-небудзь быў проста ўніз па калідоры, каб дапамагчы вырашыць гэта.

Bell Labs у канцы 80-х гадоў, нават пасля вядомага пераводу AT&T у Дзіцячыя звоны, стала месцам міфічных памераў.

Адно з ключавых адрозненняў, якія я адзначаў у той час у "Лабараторыі звона", у тым, што яно адрознівала ад любой іншай даследчай арганізацыі, якую я перажыў, няхай гэта будзе ў такіх лабараторыях, як Лабаранс Берклі, альбо ў універсітэтах, было сапраўдным захапленнем галасамі людзей. яны распавялі пра працу сваіх калегаў. Гэта быў тон, калі людзі расказвалі пра Стывена Чу, які нядаўна адышоў з Bell Labs для Стэнфарда, і асабліва Арт Ашкіна.

Арт Ашкін быў у Bell Labs амаль 40 гадоў, калі я прыехаў. Ён быў чалавекам з вялікай колькасцю талентаў, паглыбляючыся ў такія разнастайныя тэмы, як фотаадказчык (які мяне нанялі праводзіць у новых напрамках), нелінейная оптыка валокнаў (адзін з галоўных інтарэсаў Холмдэля ў тыя дні экспанентнага росту валакна тэлекамунікацыі) і другога гарманічнага пакалення. Але яго асноўнае навуковае ўздзеянне было ў галіне аптычнай пасткі.

Аптычная пастка выкарыстоўвае сканцэнтраваныя лазерныя палі для стварэння хвілінных сіл на хвілінныя мэты. Калі некалькі лазераў накіраваны ў процілеглых кірунках, утворыцца невялікая аптычная пастка. Гэта можа быць ужыта да атамаў, якія Чу выкарыстоўваў для захопу і астуджэння атама, і нават да дробных часціц, як асобныя біялагічныя клеткі. У гэтым кантэксце феномен пасткі быў вядомы як "аптычны пінцэт", таму што, перамяшчаючы лазерныя прамяні, малыя мішэні можна было перамяшчаць так, як быццам іх трымалі маленькія пінцэты.

У канцы 80-х Стывен Чу ўздымаўся як адзін з лідараў у галіне аптычнай фізікі, атрымаўшы мноства прэстыжных узнагарод за свае аптычныя пасткі, у той час як многія лічылі, што мастацтва перадаецца. Гэта пачуццё ўзмацнілася, калі Чу ў 1997 годзе атрымаў Нобелеўскую прэмію за аптычны захоп (дзяліўся з Коэнам-Тануджы і Філіпсам), але Арт не стаў. Пазней некалькі лаўрэатаў Нобелеўскай прэміі па лазернай фізіцы, і большасць палічыла, што шанцы Арта скончыліся ... да сённяшняй раніцы, 2 кастрычніка 2018 года, калі стала вядома, што Арт, якому зараз споўнілася 96 гадоў, нарэшце атрымаў Нобелеўскую прэмію.

Прыблізна ў той жа час, калі Арт і Стыў распрацоўвалі аптычныя пасткі ў Bell Labs з выкарыстаннем аптычных градыентаў для фарміравання сіл на атамы і часціцы, Джэрард Мору і Донна Стрыкленд у аддзеле оптыкі ў Універсітэце Рочэстэра выявілі, што аптычныя градыенты ў нелінейных крышталях могуць засяроджвацца ў пастцы прамяні святла ўнутры лазернай паражніны, выклікаючы ўстойлівы імпульсны эфект, які называецца Kerr-лінзамі. Аптычныя імпульсы ў лазерах накшталт лазера Ti: Sapphire мелі звышхуткасную працягласць каля 100 фемтосекунд з надзвычай стабільнай частатой паўтарэння.

Гэтыя імпульсныя цягнікі былі эквівалентам часовай вобласці аптычных грабянцоў у частотнай вобласці (за што Хол і Ханш атрымалі Нобелеўскую прэмію па фізіцы ў 2005 годзе). Перад мадэляваннем Kerr-лінзаў спатрэбіліся вялікія навыкі працы з вельмі непрыемнымі лазерамі для афарбоўвання, каб атрымаць фемтосекундные імпульсы ў лабараторыі. Але да пачатку 90-х кожны, хто жадаў фемтосекундных імпульсаў, мог іх лёгка атрымаць, купіўшы фемтосекундный лазерны камплект, які замацаваны ў кампаніі Mourou, у кампаніі Clark-MXR. Гэтыя тыпы лазераў перайшлі ў афтальмалогію і лазерную хірургію вачэй, стаўшы адным з самых распаўсюджаных і найбольш каштоўных камерцыйных лазераў.

Донна Стрыкленд і Джэрард Муру падзяліліся Нобелеўскай прэміяй 2018 года з Арт Эшкінам па лазернай адлоўцы, дапаўняючы адлоў часцінак матэрыялу светлавымі градыентамі з адловам саміх светлавых прамянёў.