รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ ประจำปี ค.ศ. 2018

09/10/18

The Royal Swedish Academy of Sciences ได้มอบรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ ประจำปี ค.ศ. 2018 ให้กับ3 นักวิทยาศาสตร์ที่มีผลงานนวัตกรรมด้านฟิสิกส์เลเซอร์ (laser physics) ที่ล้ำหน้าและสร้างคุณประโยชน์อย่างมหาศาลต่อวงการอุตสาหกรรมและทางการแพทย์ ซึ่งประกอบด้วย

Dr. Arthur Ashkin จาก Bell Laboratories, Holmdel, USA ซึ่งได้รับรางวัลนี้ไปครึ่งหนึ่งจากผลงานการคิดค้น “คีมจับเชิงแสง (optical tweezers)” และการนำมาประยุกต์ใช้งานกับระบบชีววิทยา โดยสามารถใช้ลำแสงเลเซอร์ในการจับอนุภาค อะตอม ไวรัส และเซลล์ของสิ่งมีชีวิตซึ่งมีขนาดเล็กมากๆได้ ทั้งยังสามารถใช้ลำแสงเลเซอร์ในลักษณะของคีมจับเชิงแสงนี้ในการสังเกต สามารถหมุน ตัด ผลัก และดึง สิ่งที่มีชิวิตต่างๆซึ่งมีขนาดเล็กได้ ซึ่งเป็นการทำความฝันจากนวนิยายวิทยาศาสตร์ (science fiction) ของการใช้ความดันจากรังสีของแสงในการเคลื่อนย้ายวัตถุ ให้เป็นความจริงได้ โดยแรกสุด Dr. Arthur Ashkin ประสบความสำเร็จในการใช้ลำแสงเลเซอร์ผลักอนุภาคเข้าไปอยู่ตรงกลางของลำแสงและควบคุมให้วัตถุนั้นอยู่กับที่ได้ ซึ่งนำไปสู่การค้นพบ“คีมจับเชิงแสง (optical tweezers)” ดังกล่าว

การค้นพบที่เป็นความก้าวหน้าด้านวิทยาศาสตร์ครั้งสำคัญเกิดขึ้นในปี ค.ศ. 1987 เมื่อ Dr. Arthur Ashkin สามารถใช้คีมจับเชิงแสงในการจับแบคทีเรียที่มีชีวิตไว้ได้โดยไม่เป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตดังกล่าว จากความสำเร็จดังกล่าว เขาจึงได้เริ่มต้นศึกษาระบบทางชีววิทยาต่างๆ และในปัจจุบันหลายห้องปฏิบัติการได้ใช้ประโยชน์จากลำแสงเลเซอร์ในการศึกษากระบวนการต่างๆทางชีววิทยาซึ่งเปรียบเสมือนเครื่องจักรของชีวิต (machinery of life) เช่น โปรตีน ดีเอ็นเอ เป็นต้น

สำหรับเงินรางวัลนี้อีกครึ่งหนึ่ง มอบให้กับ Professor Gerard Mourou จาก Ecole Polytechnique, Palaiseau, France และ University of Michigan, Ann Arbor, USA ร่วมกันกับ Professor Donna Strickland จาก University of Waterloo, Canada จากความสำเร็จของการค้นคว้าและพัฒนาเทคนิคเพื่อในการเพิ่มความถี่ (โดยมีพัลส์ของแสงที่สั้นมากๆ) และความเข้มลำแสงเลเซอร์ที่สูงมากๆ กล่าวกันว่าเป็นลำแสงเลเซอร์ที่มีพัลส์ของแสงที่สั้นมากๆและมีความเข้มสูงสุดเท่าที่เคยมีมาของมนุษยชาติ และได้มีการตีพิมพ์ผลงานการพัฒนาดังกล่าวที่ถือเป็นการปฏิวัติในวงการเลเซอร์ในปี ค.ศ. 1985 และเป็นงานหลักในวิทยานิพนธ์ปริญญาเอกของ Dr. Strickland

เทคนิคที่ Professor Donna Strickland และ Professor Gerard Mourou พัฒนาสำเร็จจนได้แสงเลเซอร์ที่มีความเข้มสูงดังกล่าว เรียกว่า Chirped Pulse Amplification (CPA) ซึ่งประกอบด้วย การยืด การขยาย และการบีบอัดพัลส์เลเซอร์ โดยการบีบอัดให้พัลส์เลเซอร์สั้นลงจะทำให้แสงถูกบีบอัดแน่นเข้าด้วยกันในบริเวณแคบๆ และจะทำให้ได้ความเข้มของพัลส์เพิ่มขึ้นอย่างมาก เทคนิคการเพิ่มความเข้มของลำแสงเลเซอร์ ดังกล่าวนี้ ได้กลายเป็นมาตรฐานสำหรับเลเซอร์ความเข้มสูง ในปัจจุบัน และได้มีการนำไปประยุกต์ใช้ในการผ่าตัดเลเซอร์แก้ไขสายตาผิดปกติ ซึ่งมักเรียกว่า การทำเลสิก อย่างแพร่หลายในปัจจุบัน

การได้รับรางวัลในครั้งนี้ ทำให้ Professor Donna Strickland เป็นผู้หญิงคนแรกในรอบ 55 ปี ที่ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ ภายหลังจากที่ Marie Curie ได้รับรางวัลในปี ค.ศ. 1903 และ Maria Goeppert-Mayer ได้รับในปี 1963


กลับไปหน้าบทความ