Nobel Vật lý 2018: Phát minh laser ứng dụng trong y học

Nobel Vật lý năm nay vinh danh tia laser ứng dụng trong công nghệ y học. Nhíp quang học của Ashkin có thể gắp được các phần tử, nguyên tử, virus và các tế bào sống khác bằng “ngón tay tia laser”. Kỹ thuật CPA mới của Strickland và Mourou với các tia laser sắc nhất được sử dụng cho hàng triệu ca phẫu thuật mắt tiến hành hàng năm.

Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển đã quyết định trao giải Nobel Vật lý cho các phát minh đột phá trong lĩnh vực vật lý laser. Một nửa của giải Nobel được trao cho Arthur Ashkin (người Mỹ) với “nhíp quang học và ứng dụng trong hệ sinh học” và nửa còn lại đồng trao cho Gérald Monrou (Pháp) và Donna Strickland (Canada) nhờ “phương pháp tạo ra xung quang học cực ngắn, cường độ cao”.

Kỹ thuật CPA của Monrou và Strickland sớm trở thành tiêu chuẩn cho laser cường độ cao. Các phát minh được vinh danh năm nay đã cách mạng hóa ngành vật lý laser. Những vật thể cực kỳ nhỏ và tiến trình nhanh khó tin giờ đã có thể quan sát được. Các công cụ chính xác cao mở ra các lĩnh vực nghiên cứu chưa được khám phá và ứng dụng đa chiều trong công nghiệp và y học.

Các chủ nhân của Nobel Vật lý 2018: Arthur Ashkin (96 tuổi, người cao tuổi nhất từng giành giải Nobel) nhận nửa giải; nửa còn lại trao cho Gérald Mourou và Donna Strickland (người phụ nữ thứ 3 trong lịch sử từng đoạt giải Nobel Vật lý)

Dụng cụ làm từ ánh sáng- Khoa học viễn tưởng thành hiện thực

Nhà khoa học Arthur Ashkin đã phát minh ra nhíp quang học có thể gắp được phần tử, nguyên tử, vi rút và các tế bào sống khác bằng ngón tay tia laser. Dụng cụ mới này cho phép ông hiện thực hóa giấc mơ khoa học viễn tưởng – sử dụng áp suất tia sáng phóng xạ để di chuyển đồ vật. Ông đã thành công trong việc dùng tia sáng laser để đẩy những phần tử nhỏ hướng về tâm của tia sáng và giữ lại chúng ở đó. Và nhíp quang học đã ra đời.

Bước đột phá tới vào năm 1987, khi Ashkin sử dụng nhíp quang học để tóm vi khuẩn sống mà không làm hại chúng. Ông bắt đầu nghiên cứu về hệ sinh học và nhíp sinh học giờ đây được sử dụng rộng rãi trong khám phá cơ chế sự sống.

Gérald Mourou và Donna Strickland mở đường cho cho xung laser ngắn nhất và mạnh nhất do con người từng tạo nên. Bài báo mang tính cách mạng được xuất bản vào năm 1985 và là nền tảng trong luận văn tiến sỹ của Strickland.

• Kinh ngạc, chỉ vài tuần TÓC TRẮNG biến thành TÓC ĐEN

Kỹ thuật laser của Mourou và Strickland ứng dụng trong phẫu thuật mắt

Sử dụng phương pháp tinh xảo, họ thành công trong việc tạo ra xung laser cường độ cao cực ngắn mà không phá hủy vật liệu khuếch đại. Đầu tiên, họ trải dài xung laser kịp thời để làm giảm năng lượng đỉnh điểm, sau đó khuếch đại và cuối cùng nén những xung này lại. Nếu một xung laser được nén kịp thời và trở nên ngắn hơn, nhiều ánh sáng sẽ được gói cùng nhau trong khoảng không gian nhỏ xíu, cường độ của xung laser sẽ tăng kịch tính.

Kỹ thuật mới phát minh của Strickland và Mourou mang tên CPA sớm trở thành tiêu chuẩn cho laser cường độ cao. Kỹ thuật CPA được ứng dụng trong hàng triệu ca phẫu thuật mắt tiến hành hàng năm, sử dụng tia laser sắc nhất. Kỹ thuật CPA cũng được sử dụng trong liệu pháp laser điều trị trúng đích ung thư.

Người ta còn chưa khám phá hết vô số lĩnh vực ứng dụng của ánh sáng laser. Tuy nhiên, chỉ cần một vài ứng dụng trong thế giới vi phẫu cũng thể hiện rõ tinh thần của Afred Nobel – vì lợi ích lớn nhất của toàn nhân loại.

Những kỷ lục của Nobel Vật lý năm nay

Arthur Ashkin, một chủ nhân của giải Nobel Vật lý năm nay đã trở thành người cao tuổi nhất từng giành giải Nobel ở tuổi 96. Và Donna Strickland trở thành người phụ nữ đầu tiên giành giải Nobel Vật lý trong 55 năm qua. Cho tới nay, mới chỉ có 3 người phụ nữ từng đoạt giải Nobel Vật lý: là Marie Curie (giành Nobel năm 1903), Maria Goeppert-Mayer (1963) và Donna Strickland của năm nay.

Donna Strickland, người phụ nữ đầu tiên đoạt giải Nobel Vật lý sau 55 năm

Nhà vật lý Arthur Ashkin sinh năm 1922 ở New York, Mỹ. Ông nhận bằng tiến sỹ vào năm 1952 tại Đại học Cornell, Mỹ. Ông nhận một nửa giải thưởng Nobel Vật lý năm nay. Giải thưởng Nobel Vật lý trị giá 9 triệu knona Thụy Điển (khoảng gần 1 triệu USD). Một nửa giải thưởng còn lại được đồng trao cho nhà vật lý Gérald Mourou người Pháp (sinh năm 1944) và nhà vật lý nữ người Canada Donna Strickland (sinh năm 1959).

Từ năm 1901-2018, có tổng cộng 112 giải Nobel Vật lý được trao, trong đó chỉ có 47 giải trao duy nhất cho một người. Chủ nhân của giải Nobel Vật lý trẻ nhất trong lịch sử là Lawrence Bragg, 25 tuổi, nhận giải Nobel vào năm 1915 cùng với cha ông.

 

Theo Nobel Prize, BBC