Nadat drie wetenschappers dinsdag de Nobelprijs voor de Natuurkunde wonnen voor baanbrekende ontdekkingen die gebruik maakten van de kracht van lasers, hier zijn een paar basisfeiten over hun onderzoek.

Wat is een laser?

Lasers zijn een lichtbron, net als fakkels, maar met bijzondere eigenschappen, volgens Ian Musgrave, de Vulcan Laser Group Leader bij de Central Laser Facility in het VK.

Normaal gesproken spreidt licht een fakkel uit - hij vergeleek het met kinderen die de school in verschillende richtingen verlaten en verschillende jassen dragen.

Maar een laser concentreert het licht, hij zei, alsof alle kinderen werden gedwongen om in hetzelfde uniform te marcheren.

Het verschil komt van de holte die wordt gebruikt om het licht op te vangen en te conditioneren voordat het wordt uitgezonden, en hoe het licht wordt gegenereerd, hij voegde toe.

Dit is de reden waarom de Koninklijke Zweedse Academie van Wetenschappen de Nobelprijswinnaars van dinsdag begroette als het maken van "gereedschap gemaakt van licht".

Wat zijn optische pincetten?

Arthur Ashkin uit de Verenigde Staten kreeg de Nobelprijs voor het uitvinden van een optisch pincet, die de stralingsdruk van een kleine gerichte lichtstraal gebruiken om zeer kleine objecten te vangen.

Zijn pincet laat onderzoekers vangen, knippen en bewegen rond dingen zonder dat iets ze aanraakt, wat heeft geresulteerd in talloze toepassingen op vele gebieden van wetenschap en geneeskunde.

Bijvoorbeeld, ze zijn gebruikt om een ​​waterdruppel op te vangen om te bestuderen hoe ze zich gedragen als ze zich in een wolk bevinden, of druppeltjes uit een astma-inhalator pakken om erachter te komen hoe het beter in de longen kan worden verspreid, zei Musgrave.

Wat zijn optische pulsen?

Wetenschappers hebben altijd gepusht om krachtigere lasers te maken, maar tegen het midden van de jaren tachtig raakten ze een muur:ze konden het vermogen niet vergroten zonder te vernietigen wat de straal versterkte.

Dan Donna Strickland uit Canada en de Fransman Gerard Mourou, die ook de Nobelprijs van dinsdag deelde, een techniek uitgevonden genaamd chirped-pulse amplificatie, waarmee wetenschappers het vermogen kunnen blijven vergroten terwijl de intensiteit veilig blijft.

Het werkt door een ultrakorte laserpuls in de tijd uit te rekken, het versterken, en het weer samenknijpen, het creëren van de kortste en meest intense laserpulsen die de wereld ooit heeft gezien.

Het meest voorkomende gebruik dat tot nu toe uit deze doorbraak voortkwam, is corrigerende oogchirurgie.

Maar het opende ook de weg voor wetenschappers om de grenzen van laservermogen te blijven verleggen, Musgrave zei, waardoor ze extreme omstandigheden kunnen creëren om te begrijpen hoe magnetische velden in de ruimte worden gegenereerd en hoe het is in de kern van een planeet.

De pulsen zijn nu ook zo snel - zo snel als honderd attoseconden, een miljardste van een miljardste van een seconde - ze hebben de geheimen van elektronen onthuld.

Wat is het volgende?

Nobelprijswinnaar Mourou is nog niet klaar met het opvoeren van het laservermogen. Hij heeft de ontwikkeling van Extreme Light Infrastructure geïnitieerd en geleid, die drie vestigingen in heel Europa heeft en naar verwachting binnen enkele jaren voltooid zal zijn.

Het piekvermogen van zijn laser is gepland op 10 petawatt, wat overeenkomt met een ongelooflijk korte flits van honderdduizend miljard gloeilampen.

Hoe krachtig en hoe kort kunnen de pulsen worden? Sommigen voorspellen een toekomstige laser van 100 petawatt of meer, of zo snel als slechts zeptoseconden - een biljoenste van een miljardste van een seconde.

Het is moeilijk te voorspellen hoe zulke lasers kunnen worden gebruikt, maar wetenschappers hopen dat ze zullen helpen kernafval te vernietigen, zap kankercellen, kwantumfysica ontrafelen, puin uit de ruimte verwijderen en zelfs een nieuwe schone energiebron zijn.

© 2018 AFP