Nieuws Nobelprijs natuurkunde

Nobelprijs natuurkunde voor twee revolutionaire lasertechnieken: ‘gereedschappen van licht’

Dat miljoenen mensen tegenwoordig geen lenzen of bril meer nodig hebben, is te danken aan een van de twee lasertechnieken die dinsdag een Nobelprijs wonnen. 

Een ooglaserkliniek in Boxtel. Beeld Marcel van den Bergh / de Volkskrant

Arthur Ashkin (VS), Gérard Mourou (Frankrijk) en Donna Strickland (Canada) gaan er vandoor met de beroemde gouden Nobelmedaille en in totaal 9 miljoen Zweedse kronen (870 duizend euro). Dat maakte het Nobelcomité dinsdag bekend bij de Koninklijke Zweedse Academie voor Wetenschappen in Solna. 

Gérard Mourou en Donna Strickland ontwikkelden in 1985 een krachtige laser met de ‘kortste en meest intense bundels die de mensheid ooit gemaakt heeft’, aldus het Nobelcomité. Dat deden ze door licht te kneden alsof het beslag is. Ze trokken de laserpulsen uit elkaar tot een regenboog aan kleuren, versterkten deze vervolgens en persten ze tot slot samen.

Scalpel

De korte, extreem intense pulsen die daardoor ontstaan maken de laser geschikt als hulpmiddel bij chirurgische ingrepen. Traditionele lasers zijn daarvoor te lomp, meer een slagersmes dan een scalpel. De laser van Mourou en Strickland wordt tegenwoordig onder meer gebruikt wanneer iemand zijn ogen laat laseren. 

‘Je denkt dan misschien dat de laser werkt als een soort snijbrander, maar dat is niet zo’, zegt fysicus Martin van Exter (Universiteit Leiden). De straal maakt je weefsel zelfs niet warm. De intense laserpuls veroorzaakt een elektrisch veld dat zó sterk is dat het letterlijk de elektronen van je atomen trekt. Op die manier scheurt de straal je weefsel aan stukken.

Strickland is pas de derde vrouw die de Nobelprijs voor de natuurkunde krijgt. Alleen Marie Curie (1902) en Maria Goeppert-Mayer (1963) gingen haar voor. ‘De derde vrouw, echt waar? Ik dacht dat het er meer waren’, zei ze aan de telefoon tijdens de ceremonie.  

Optische pincet

De andere helft van de prijs gaat naar Arthur Ashkin. Hij bouwde in 1987 de eerste optische pincet-laserbundels die kleine voorwerpen gevangen kunnen houden. Optische pincetten zijn inmiddels al gebruikt om virussen, bacteriën en onderdelen van een biologische cel te ‘vangen’ in laserlicht. Je kunt er zelfs DNA mee vasthouden, manipuleren en in detail bestuderen.

De manier waarop zo'n pincet dat doet, kun je vergelijken met hoe een föhn een pingpongballetje laat zweven. De druk wordt in dit geval alleen niet veroorzaakt door wind, maar door lichtdeeltjes – fotonen – die tegen een voorwerp botsen. Met meerdere laserbundels kun je een klein voorwerp dan zelfs vasthouden.

Biofysicus Cees Dekker (TU Delft) gebruikt optische pincetten in zijn lab voor onderzoek naar eiwitten en naar DNA. ‘Dit instrument heeft veel impact gehad op de wetenschap’, zegt hij. 

Van Exter, zelf actief in de optica, is ‘blij’ met de Nobelprijs, maar wel verrast door de timing. ‘Deze technieken zijn mooi en belangrijk, maar komen al uit de jaren tachtig’, zegt hij. Bovendien ging de Nobelprijs voor natuurkunde in 1997 al naar een techniek die is afgeleid van de optische pincet van Ashkin: het optisch vangen en koelen van atomen met laserlicht. ‘Dat vond het comité destijds blijkbaar toch spectaculairder’, zegt Van Exter. 

Oudste Nobelprijswinnaar

Volgens Cees Dekker is het geen verrassing dat de inmiddels 96-jarige Ashkin – de oudste Nobelprijswinnaar ooit – nu wint. ‘Zijn naam circuleerde al veel langer’, zegt hij. ‘Voor hem is het leuk dat hij op deze leeftijd zijn pionierswerk beloond ziet.’

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@volkskrant.nl.