Nobelprijs Fysica beloont uitvinders van 'lasertang' en 'laserlassen'

De NASA onderzoekt een methode om voorwerpen in de ruimte voor te stuwen met behulp van laserpulsen. ©EPA

Drie grondleggers van de laserfysica werden dinsdag bekroond met een Nobelprijs. Hun ontdekkingen maken tal van toepassingen mogelijk in wetenschap, industrie en ruimtevaart.

De Koninklijke Zweedse Academie kent de Nobelprijs Fysica dit jaar toe aan de 96-jarige Amerikaan Arthur Ashkin, de Fransman Gérard Moutou en de Canadese Donna Strickland. Alle drie zijn ze pioniers geweest in het boomende vakgebied van de laserfysica.

'Hun werk heeft geleid tot twee heel verschillende soorten toepassingen', zegt Vincent Ginis van de vakgroep Toegepaste Fysica van de VUB. 'Ashkin - die onderzoeker was bij Bell Laboratories - ligt aan de basis van zogenaamde 'tweezers', een soort grijptangetjes voor extreem kleine objecten en moleculen op basis van lasers. Moutou en Strickland daarentegen werkten vooral rond het gebruik van heel korte en intense laserpulsen.'

Ashkin krijgt de helft van de Nobelprijs, waaraan een bedrag verbonden is van omgerekend 870.000 euro. Het Frans-Canadese duo krijgt de andere helft.

Laserkracht

Het gebruik van laserlicht als precisie-instrument om moleculen te manipuleren, lijkt op het eerste gezicht vreemd omdat lasers eerder worden geassocieerd met hoge energiehoeveelheden en het vernietigen van materiaal.

'Bij zonlicht is die energie-overdracht zo groot dat we alleen dat voelen. Nochtans oefent dat licht ook een kracht op ons uit, maar die is zo klein dat we ze niet voelen’, legt Ginis uit. 'Met zeer geconcentreerd laserlicht is het echter wel mogelijk om zeer kleine massa’s te manipuleren. De techniek wordt onder meer in labo’s gebruikt om virussen of bacteriën vast te houden.'

Opschalen

Ginis houdt zich bezig met verder onderzoek naar de techniek, in samenwerking met de Amerikaanse Harvard-universiteit. ‘We proberen onder meer de vraag te beantwoorden hoever je de techniek zou kunnen opschalen. Misschien wordt het mogelijk om een kracht te ontwikkelen die nog honderd keer groter is, zonder dat de energie zo groot wordt dat je objecten gaat vernietigen.'

'Dat zou het bijvoorbeeld mogelijk maken om de binnenkant van biologische cellen te manipuleren zonder de celwand te vernietigen. Maar ook de ruimtevaartorganisatie NASA onderzoekt de techniek. Zij zoekt naar een propulsietechniek voor interstellaire reizen, waarbij een ruimtetuig met laserstralen wordt voortgeduwd.'

Meetlat

De 'andere helft' van de Nobelprijs bekroont dus de ontdekking van korte laserpulsen. Die kunnen onder meer worden gebruikt als een 'optische meetlat in zeer hoge resolutie', waarmee processen die zich razendsnel voltrekken toch in detail kunnen worden bestudeerd. De techniek is intussen echter al uitgewaaierd naar tal van toepassingen, zoals oogchirurgie en de productie van digitale opslagsystemen. Een andere mogelijke toepassing zit in het 'aan elkaar lassen' van zeer verschillende materialen, zegt Ginis.

De VUB-onderzoeker zegt blij te zijn met de bekroning van een vakgebied 'dat zo groot is dat een aantal spin-offs al met eigen prijzen bekroond werd'. Een toepassing van tweezers om materie af te koelen tot zeer lage temperaturen kreeg bijvoorbeeld al eerder een Nobelprijs.

Nanotechnologie

Ginis verwacht ook nog heel wat nieuwe ontwikkelingen. 'Een van de trends die het wereldje bezighoudt, is die naar het simultaan vasthouden van een reeks elementen met tweezers. In nanotechnologie kunnen lasertechnieken gebruikt worden om materialen op te bouwen in extreem dunne laagjes, een soort 3D-printen op nanoschaal.'

Lees verder

Advertentie
Advertentie

Tijd Connect