Stockholm. Der Nobelpreis in Physik geht heuer zur einen Hälfte an den US-Forscher Arthur Ashkin und zur anderen Hälfte an den französischen Wissenschafter Gerard Mourou und die kanadische Forscherin Donna Strickland. Sie werden für ihre bahnbrechenden Entwicklungen im Bereich Laserphysik ausgezeichnet, gab die Königlich-Schwedische Akademie der Wissenschaften am Dienstag in Stockholm bekannt.

Diese drei Forscher werden für ihre bahnbrechenden Entwicklungen im Bereich Laserphysik ausgezeichnet. - © APAWeb/Reuters, Hanna Franzen/TT News Agency/via
Diese drei Forscher werden für ihre bahnbrechenden Entwicklungen im Bereich Laserphysik ausgezeichnet. - © APAWeb/Reuters, Hanna Franzen/TT News Agency/via

Ashkin erhält den Preis für die Entwicklung einer optischen Pinzette und ihre Anwendung in biologischen Systemen. Mourou und Strickland werden für die Entwicklung hochintensiver, ultrakurzer optischer Pulse ausgezeichnet.

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Begründung des Nobelpreiskomitees

Mit den Entwicklungen der diesjährigen Physik-Nobelpreisträger könne man extrem kleine Objekte und unglaublich schnelle Prozesse in neuem Licht sehen, begründete das Nobelpreiskomitee die Zuerkennung der Auszeichnung. Diese fortgeschrittenen Präzisionsinstrumente würden bisher unerschlossene Forschungsgebiete sowie Anwendungen in der Industrie und der Medizin erschließen.

Die von Arthur Ashkin (Jahrgang 1922) von der Cornell University (USA) entwickelten optischen Pinzetten ermöglichen es, winzige Teilchen, Moleküle, Proteine oder einzelne lebende Zellen mit ihren aus Laserstrahlen bestehenden Greiffingern zu manipulieren und Kräfte zu messen. "Dieses neue Werkzeug erlaubte es Ashkin einen alten Traum der Science Fiction zu realisieren: Objekte nur mit dem Strahlungsdruck von Licht zu bewegen", schreibt das Nobelpreiskomitee.

Den Durchbruch erzielte der Physiker 1987, als es ihm gelang ein lebendes Bakterium mit Laserstrahlen zu halten, ohne es zu zerstören. Mittlerweile würden optische Pinzetten häufig genutzt, um die Maschinerie des Lebens zu studieren.

Mourou und Strickland

Gerard Mourou (Jahrgang 1944) vom Centre national de la recherche scientifique (CNRS) in Palaiseau (Frankreich) und Donna Strickland (Jahrgang 1959) von der University of Rochester (USA) haben den Weg zu den kürzesten und intensivsten Laserpulsen geebnet, begründet die Jury die Zuerkennung der zweiten Hälfte des Preises an den französischen Forscher und die kanadische Wissenschafterin. Ihre der Technik zugrundeliegende Publikation erschien 1985. Die darin beschriebene Methode namens "Chirped Pulse Amplification" (CPA) erlaubt es, Laserpulse mit sehr hoher Intensität zu erzeugen, ohne dabei das Verstärkermedium des Lasers zu zerstören.

Dazu wird der Lichtpuls gestreckt, um die Energiedichte zu verringern, anschließend verstärkt und schließlich komprimiert - was zu einem dramatischen Anstieg der Intensität des Pulses führt. Diese Technik sei mittlerweile Standard für hochintensive Laser, die in unzähligen Bereichen angewendet werden, heißt es seitens des Nobelkomitees. Als Beispiel nennen sie Millionen chirurgischer Augenoperationen, die jedes Jahr mit Hilfe von Lasern durchgeführt werden.