Nobelpreis für Physik: Ein Hoch auf die Laserstrahlen

Kategorie: Stories

Laser-Pinzetten? Objekte, die wie von Geisterhand verschoben werden? Ultrastarke Laserstrahlen? Das ist nicht Hollywood – das ist Wissenschaft. Und zwar Nobelpreisverdächtige.

Licht: die Forschung an und Nutzung von Lasern brachte drei Physikern in diesem Jahr den Nobelpreis ein. (Foto: Ryan McGuire, CC0)

Licht: die Forschung an und Nutzung von Lasern brachte drei Physikern in diesem Jahr den Nobelpreis ein. (Foto: Ryan McGuire, CC0)

Der Amerikaner Arthur Ashkin hat eine Hälfte des Physik-Nobelpreises 2018 erhalten: für seine „Laser-Pinzette“. Diese Pinzette kann Atome, Moleküle oder andere winzige Objekte greifen – sodass sie näher unter die Lupe genommen werden können, ohne dabei Schaden zu nehmen.

Wichtig für die Analyse von Zellen

Das Prinzip: Licht übt auf winzige Objekte Kraft aus. Da der Lichtdruck im Zentrum eines Laserstrahls höher als am Rand ist, bewegen sich die Objekte zum Fokus des Laserstrahls hin.

Die Technik wird mittlerweile in vielen Labor eingesetzt – beispielsweise, um die DNA oder das Innenleben von Zellen zu untersuchen. Für Ashkin ist der Nobelpreis eine große Auszeichnung in hohem Alter: Mit seinen 96 Jahren ist er der bisher älteste Nobelpreisträger.

Lichtimpulse zerlegen, verstärken und wieder bündeln

Eine Ausnahmestellung hat auch die zweite der drei Physik-NobelpreisträgerInnen 2018: Donna Strickland ist die erst dritte Frau, die einen Physik-Nobelpreis erhält. Die Kanadierin teilt sich die Hälfte des Preisgelds von insgesamt 9 Mio. schwedischen Kronen (gut 850.000 Euro) mit ihrem Kollegen Gerard Mourou. Gemeinsam haben sie eine Technik entwickelt, um sehr starke, präzise Laserimpulse zu erzeugen.

Das Prinzip dahinter: Die Forscher ziehen kurze Lichtimpulse auseinander – sie zerlegen sie gewissermaßen in ihre einzelnen Farben. Diese können dann verstärkt werden. Die verstärkten Impulse werden dann wieder zu einem ultrakurzen Impuls zusammengeführt.

Ultrakurz und ultrastark

Der Knackpunkt: Die kurzen Laser haben verdammt viel Energie – aber weil sie so kurz sind, können sie sehr präzise genutzt werden: So bohren sie Löcher in Materialien aller Art. Sie zerstören dabei aber nicht mehr, als sie zerstören sollen.

Diese Methode wird daher zum Beispiel bei Augenoperationen eingesetzt: So wird Hornhaut abgetragen. Die Laserstrahlen werden aber noch in vielen weiteren medizinischen Bereichen genutzt.

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