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Nobel de Física 2018 premia pinças ópticas e laser de alta potência

Nobel de Física 2018 premia pinças ópticas e laser de alta potência
Ganhadores do Prêmio Nobel de Física de 2018. [Imagem: Nobel/Divulgação]

Física dos lasers

O Prêmio Nobel de Física de 2018 foi "para invenções inovadoras no campo da física a laser", anunciou a Assembleia Nobel, ligada ao Instituto Karolinska de Estocolmo, na Suécia.

Metade do prêmio foi concedida a Arthur Ashkin, pelo desenvolvimento das pinças ópticas e sua aplicação aos sistemas biológicos.

A outra metade foi dividida entre Gérard Mourou e Donna Strickland, premiados por seu método de geração de pulsos ultracurtos de laser de alta intensidade.

Arthur Ashkin atualmente trabalha nos Laboratórios Bell, nos EUA. Gérard Mourou trabalha na Escola Politécnica de Palaiseau, na França, e na Universidade de Michigan, nos EUA. Donna Strickland trabalha na Universidade de Waterloo, no Canadá.

Pinças ópticas

Arthur Ashkin inventou as pinças ópticas, aparatos que usam luz laser para aprisionar e manipular partículas, átomos, vírus e outras células vivas. Em seu método original, Ashkin configurou um feixe de laser para que a força da luz empurrasse pequenas partículas para o centro do feixe e as mantivesse lá.

Essa nova ferramenta significou a realização de um antigo sonho da ficção científica - usar a pressão de radiação da luz para mover objetos físicos. As pinças ópticas são um outro lado dos raios tratores, agora também já desenvolvidos.

Um grande avanço veio em 1987, quando Ashkin usou a pinça óptica para capturar bactérias vivas sem prejudicá-las. Ele imediatamente começou a estudar sistemas biológicos, e as pinças ópticas hoje são amplamente utilizadas para investigar a maquinaria da vida. Os raios tratores também já podem capturar seres vivos.

Amplificação do laser

Quando o laser foi criado, seus feixes eram de baixa potência porque qualquer tentativa de amplificar a luz ainda mais acabava por destruir o dispositivo.

Gérard Mourou e Donna Strickland abriram o caminho para pulsos de laser mais curtos e mais intensos. Sua pesquisa foi publicada em 1985 - Strickland é a terceira mulher na história a ganhar o Nobel de Física e a primeira em 55 anos.

Usando uma abordagem engenhosa, eles conseguiram criar pulsos de laser de alta intensidade ultracurtos sem destruir o material de amplificação.

Primeiro eles esticaram os pulsos de laser no tempo, para reduzir seu pico de potência, depois amplificaram-nos e finalmente os comprimiram. Se um pulso de luz é comprimido no tempo e se torna mais curto, então mais luz é reunida no mesmo espaço - a intensidade do pulso aumenta dramaticamente.

Esses lasers ultracurtos têm inúmeras aplicações, incluindo os milhões de cirurgias oculares corretivas que são realizadas todos os anos. Em 2010, a equipe do professor Mourou criou um laser intenso o suficiente para criar matéria a partir do vácuo quântico.





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