Takımın içinde, şimdiye kadar bu ödülü alan üçüncü kadın da var.
2018 Nobel Fizik Ödülü, lazerleri güçlü aletlere dönüştürme konusunda yaptıkları öncü çalışmalar sebebiyle Pazartesi günü Arthur Ashkin, Gerard Mourou ve Donna Strickland’e verildi.
ABD’nin New Jersey şehrindeki Bell Laboratuvarları’nda araştırmacı olan Ashkin, “optik cımbızları” icat etmişti. Bu cımbızlar, parçacıkları, atomları ve hatta canlı hücreleri yakalamak için kullanılan, bir noktada toplanmış ışıklardan oluşuyor ve artık, yaşamın mekanizması üzerinde yapılan çalışmalarda geniş şekilde kullanılıyor.
Fransa’daki Ecole Politeknik Üniversitesi’nde ve ABD’deki Michigan Üniversitesi’nde çalışan Mourou ve Kanada’daki Waterloo Üniversitesi’nde çalışan Strickland, ışık hüzmesini esneten ve sonra yükselten bir yöntemle, insanlar tarafından şimdiye kadar oluşturulan en şiddetli lazer ışınlarına “zemin hazırlamışlardı”.
Nobel komitesi üyesi Olga Botner şöyle söylüyor: “Milyarlarca insan her gün optik disk sürücülerinden, lazer yazıcılardan ve optik tarayıcılardan faydalanıyor, milyonlarca insan ise lazer ameliyatı oluyor”
“Lazer, temel bilimde gerçekleşen ve sözde kullanışsız olan bir keşfin, nihayetinde günlük yaşamlarımızı nasıl dönüştürdüğünü gösteren pek çok örnekten bir tanesi.”
Ultra-sharp laser beams make it possible to cut or drill holes in various materials extremely precisely – even in living matter. Millions of eye operations are performed every year with the sharpest of laser beams.#NobelPrize pic.twitter.com/MiYb4i8AHw
— The Nobel Prize (@NobelPrize) October 2, 2018
“Ultra keskin durumdaki lazer ışığı hüzmeleri, çeşitli malzemelerde son derece hassas şekilde kesme ve delik açma işlemi yapmayı mümkün kılıyor; canlı maddelerde bile. Her yıl milyonlarca göz ameliyatı, en keskin lazer ışınlarıyla yapılıyor.”
Science fiction has become a reality. Optical tweezers make it possible to observe, turn, cut, push and pull with light. In many laboratories, laser tweezers are used to study biological processes, such as proteins, molecular motors, DNA or the inner life of cells.#NobelPrize pic.twitter.com/tWK55J4VcP
— The Nobel Prize (@NobelPrize) October 2, 2018
Bilim kurgu gerçek oldu. Optik cımbızlar, ışık ile izlemeyi, kesmeyi, itmeyi ve çekmeyi mümkün hale getiriyor. Pek çok laboratuvarda, proteinler, moleküler motorlar, DNA veya hücrelerin içsel yaşamı gibi biyolojik süreçler üzerinde çalışılırken lazer cımbızlar kullanılıyor.
Strickland, Maria Goeppert-Mayer’ın atom çekirdeğinin yapısı üzerindeki çalışmasıyla takdir edildiği 1963 yılından beri fizik ödülü kazanan ilk kadın oldu.
Bir muhabir, profesöre, tarihte fizik ödülü kazanan üçüncü kadın olmanın nasıl bir şey olduğunu sordu.
Strickland şaşırarak şöyle cevap verdi: “Gerçekten mi? Hepsi bu kadar mı? Bundan daha fazlası olabileceğini düşünmüştüm”
“Açıkçası kadın fizikçileri tebrik etmemiz gerekiyor çünkü bizler de buradayız. Ne diyeceğimi bilmiyorum. Bu kadınlardan biri olduğum için gurur duyuyorum.”
96 yaşında olan Ashkin, Nobel Ödülü kazanan en yaşlı insan. Kurulun Salı sabahı söylediğine göre, kendisi bir sonraki tezi üzerinde çalışmakla çok meşgul olduğu için, mülakat veremeyecekmiş.
Bir lazer hüzmesindeki ışık dalgaları, sıradan beyaz ışıkta olduğu gibi birbirine karışmak ve savrulmak yerine, sıkı şekilde odaklanmış halde duruyorlar. İlk lazerin 1960 yılında icat edilmesinden bu yana bilim insanları, bu odaklanmış haldeki hüzmelerin enerjisinin, nesneleri hareket ettirmek ve yönlendirmek üzere kullanılabileceğini tahmin etmişlerdi; yani, Star Trek‘teki “taşıyıcı ışık hüzmelerinin” gerçek hayattaki hali gibi.
Kurul üyesi Mats Larsson, “Fakat bu durum, çok uzun bir süre bilim kurgu şeklinde kalmıştı” diyor.
Ashkin, yirmi yıl boyunca lazerlerin özellikleri üzerinde çalışmış. İlk önce, nesnelerin, ışınımın en yoğun olduğu hüzmenin merkezine doğru çekilebildiğini fark etmiş. (Bir kurul üyesi bu olguyu, basın toplantısı sırasında bir saç kurutma makinesi kullanıp bir pin pon topunu havada tutarak gösterdi.)
Ashkin, ışık hüzmesini bir lens yardımıyla daha fazla odaklayarak, küre biçimindeki küçük bir nesneyi kendi merkezinde tutabilen bir “ışık kapanı” geliştirmiş.
Ashkin, oluşturduğu yeni aleti kullanarak önce bir parçacığı, daha sonra bir atomu ve sonunda, 1987 yılında canlı bir bakteriyi tutmuş. Hatta aletin, canlı yapıya zarar vermeden bir hücreye ulaşmak için kullanılabileceğini de göstermiş.
1997 yılında, atomları lazer ile soğutma ve yakalama konusunda yaptığı çalışmasıyla birlikte Nobel ödülünü paylaşan Atom fizikçisi Bill Phillips, Ashkin’in yaptığı keşiflerin, kendi araştırması için hayati önem taşıdığını söylüyor. “Kendimi Art’e çok borçlu hissediyorum” diyor.
Yine 1980’li yıllarda Mourou ile Strickland, on yıllar boyunca lazer araştırmalarının peşini bırakmayan bir sorunun üstesinden gelmek amacıyla birlikte çalışmışlar: Yüksek güçlü lazer ışığı hüzmeleri, kendilerini artırmak için kullanılan malzemeyi tahrip etme eğilimi gösteriyormuş. Bilim insanları, o kadar yüksek sıcaklıklara dayanamayan bir cezvede su kaynatmaya çalışıyor gibiymiş.
Rochester araştırmacıları, “cıvıldayan titreşim yükseltmesi” adını verdikleri güzel bir çözüm geliştirmişler. İlk önce, bir mil uzunluğunda optik lif kablosuyla ışık hüzmesini esnetmişler ve tepe şiddetini azaltmışlar. Ardından, sinyali istenen seviyeye yükseltip, daha sonra onu, bir saniyenin ufak bir bölümü kadar süren ultra kısa, ultra güçlü bir titreşim haline gelene dek sıkıştırmışlar.
Strickland şöyle söylüyor: “Farklı insanlar, kısa titreşimleri farklı şekillerde yükseltmeye çalışıyordu. İlk önce genişletmek ve sonra yükseltmek, kalıpların dışında düşünmekti.”
Strickland, CPA araştırması sırasında yüksek lisans öğrencisiymiş; 1985 tarihinde söz konusu başarıyı duyuran makale, kendisinin ilk bilimsel yayını olmuş.
Nobel Kurulu, öğrencileri tarih boyunca tanımamış. Bu durumu eleştirenler, komitenin, genelde daha çok kadın olan ve yeteri kadar temsil edilmeyen azınlıklardan gelen genç bilim insanlarının yaptığı çalışmaları görmemezlikten geldiğini söylüyorlar.
Fakat yüksek lisans öğrencileri, çoğu bilimsel araştırmanın belkemiğini oluşturuyor; deneyleri genelde onlar yürütüyorlar ve büyük keşiflere yol açan detaylı veri çözümlemelerini onlar yapıyorlar. Titreşen yıldızların (çöken yıldızların hızla dönen çekirdekleri) ödül getiren keşfi, o teleskobu kuran ve doktora yaparken ilk sinyali bulan Bell Burnell olmadan yapılamazdı. Fakat Burnell, o ödülü kazananlar listesinde yoktu.
Nature bülteni geçtiğimiz haftasonu, İsveç Kraliyet Bilimler Akademisi’nin, aday seçen kişilerden 2019 ödülleri için cinsiyeti, coğrafyayı ve konuyu göz önüne almalarını isteyeceğini bildirdi.
Akademinin genel sekreteri Göran K. Hansson, Salı günü akademinin bu önlemleri aldığını çünkü “kimseyi ıskalamak istemediklerini” söyledi.
Fakat bunlar, bu yılki ödülü etkilemedi: “Nobel Ödülü’nün keşifler ve icatlar için verildiğini hatırlamakta fayda var. Ödülü alanlar, insanlığa büyük katkılar yapmış olan kişilerdir ve bu yüzden bu ödülü alıyorlar.”
CPA, molekül ve atomlar arasındaki etkileşimler gibi anlık süreçlerin görüntülerini almak için kullanılıyor. Bu aynı zamanda, lazer göz ameliyatının temelini oluşturuyor.
Yöntem, temel araştırmalar için çok önemli.
“Hızlı titreşim, yüksek enerjili titreşimler … çağdaş atom fiziğini tanımlayan en önemli şeylerden birisi” diyor Phillips. “Atomların davranışları üzerinde çalışmak için, onlarla yapabileceğiniz pek çok şey var.”
Strickland, İsveç Akademisi’yle yaptığı bir telefon görüşmesinde, yüksek güçlü lazerlerin kullanıldığı uygulamalar arasında en sevdiği uygulamanın, fizik laboratuvarındaki üniversite öğrencilerine hâlâ gösterdiği bir şey olan, beyaz ışık üretimi olduğunu söylüyor.
Bu yöntem ile birlikte, kısıtlı bir dalga boyu alanı içeren bir ışık hüzmesi, su gibi bir ortama çarptırılıyor ve dalgaların dağılarak, bir gökkuşağı oluşturmasına yol açıyor. Bu deney, Newton’un bir prizma ile yaptığı ünlü deneyden daha gelişmiş bir deney. Newton o deneyde ışığı yayıp, bileşeni olan renklere ayırırken; beyaz ışık üretimi ise, bir ışık hüzmesi içinde bulunan renk tayfını genişleterek, renkli ışık oluşturuyor.
“Bunu görmek olağanüstü bir şey” diyor Strickland. Fizikçilerin bunun nasıl meydana geldiğini anlaması on yıllar sürmüş. “Fakat bilim insanları da bunu sever, yani bir şeyin üzerinde düşünmeyi severler.”
The Washington Post
