Sinds de aankondiging dat ik de Nobelprijs voor natuurkunde won voor chirped pulse versterking, of CPA, er is veel aandacht geweest voor de praktische toepassingen ervan.

Het is begrijpelijk dat mensen willen weten wat voor invloed het op hen heeft. Maar als wetenschapper Ik zou hopen dat de samenleving evenzeer geïnteresseerd zou zijn in fundamentele wetenschap. Ten slotte, je kunt de applicaties niet hebben zonder het nieuwsgierigheidsgedreven onderzoek erachter. Meer leren over wetenschap — wetenschap omwille van de wetenschap — is het ondersteunen waard.

Gerard Mourou, mijn mede-ontvanger van de Nobelprijs, en ik ontwikkelde CPA in het midden van de jaren tachtig. Het begon allemaal toen hij zich afvroeg of we de laserintensiteit konden verhogen met een orde van grootte — of met een factor duizend. Hij was toen mijn promotor aan de Universiteit van Rochester. Mourou stelde voor om een ​​ultrakorte lichtpuls van lage energie uit te rekken, versterken en vervolgens comprimeren. Als afstudeerstudent, Ik moest de details afhandelen.

Een doel om de laserfysica te revolutioneren

Het doel was om een ​​revolutie teweeg te brengen op het gebied van laserfysica met hoge intensiteit, een fundamenteel gebied van de wetenschap. We wilden dat de laser ons zou laten zien hoe licht met hoge intensiteit van belang verandert, en hoe materie licht beïnvloedt in deze interactie.

Het kostte me een jaar om de laser te bouwen. We hebben bewezen dat we de laserintensiteit met ordes van grootte kunnen verhogen. In feite, CPA leidde tot de meest intense laserpulsen ooit gemeten. Onze bevindingen veranderden het begrip van de wereld over hoe atomen omgaan met licht met hoge intensiteit.

Het duurde ongeveer tien jaar voordat praktische toepassingen die tegenwoordig gebruikelijk zijn, uiteindelijk in zicht kwamen.

Veel praktische toepassingen

Omdat de pulsen met hoge intensiteit kort zijn, de laser beschadigt alleen het gebied waar het wordt toegepast. Het resultaat is precies, zuivere sneden die ideaal zijn voor transparante materialen. Een chirurg kan CPA gebruiken om het hoornvlies van een patiënt te snijden tijdens ooglaseren. Het snijdt netjes de glazen onderdelen in onze mobiele telefoons.

Wetenschappers nemen wat we weten over lasers met hoge intensiteit en werken aan een manier om de meest intense CPA-lasers te gebruiken om protonen te versnellen.

Hopelijk, op een dag zullen deze versnelde deeltjes chirurgen helpen hersentumoren te verwijderen die ze vandaag niet kunnen. In de toekomst, CPA-lasers kunnen ruimteafval verwijderen door het uit onze baan en naar de atmosfeer van de aarde te duwen, waar het zal opbranden en niet zal botsen met actieve satellieten.

Vaak, de praktische toepassingen lopen enkele jaren of zelfs decennia achter op de oorspronkelijke bevindingen.

Albert Einstein creëerde de vergelijkingen voor de laser in 1917, maar het was pas in 1960 dat Theodore Maiman de laser voor het eerst demonstreerde. Isidor Rabi mat voor het eerst kernmagnetische resonantie in 1938. Hij ontving in 1944 de Nobelprijs voor natuurkunde voor zijn onderzoek, wat leidde tot de uitvinding van magnetische resonantie beeldvorming, of MRI-scan. Het eerste MRI-onderzoek bij een menselijke patiënt vond plaats in 1977.

Zeker, toepassingen verdienen veel aandacht. Voordat je ze echter kunt bereiken, onderzoekers moeten eerst de fundamentele vragen erachter begrijpen.

De term fundamentele wetenschap kan sommigen de verkeerde indruk geven dat het hun leven niet echt beïnvloedt, omdat het ver verwijderd lijkt van iets dat voor hen relevant is. Bovendien, de term basic heeft de niet-wetenschappelijke definitie van eenvoudig die het belang ervan in de context van fundamentele wetenschap ondermijnt.

We moeten wetenschappers de kans geven door middel van financiering en tijd om op nieuwsgierigheid gebaseerde, langetermijn, fundamenteel wetenschappelijk onderzoek. Werk dat geen directe gevolgen heeft voor de industrie of onze economie is ook de moeite waard. Het valt niet te zeggen wat er kan komen als je een nieuwsgierige geest ondersteunt die iets nieuws probeert te ontdekken.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.