Nobelovy ceny a lasery

Nobelova cena je ocenění udělované každoročně již od roku 1901 za převratné objevy ve fyzice, chemii, medicíně a za mimořádný přínos v literatuře, ekonomii a světovému míru. Tato cena patří mezi nejvyšší ocenění, které vědec, potažmo osoba společensky činná může získat. Nositel Nobelovy ceny se nazývá laureát. Slovo laureát původně označovalo vavřínový věnec, který byl rozdáván ve starověkém Řecku a jehož nositelé si zasluhovali vysoké uznání a čest. Není tomu jinak ani u nositelů Nobelovy ceny, a proto ten, kdo Nobelovu cenu získá, se kromě finančního obnosu stane také slavným a uznávaným. Mezi nositeli Nobelovy ceny ze všech oborů se nachází například taková jména, jako jsou Marie Curie, Sir Alexander Fleming, Martin Luther King Jr. a mnoho dalších. Nobelovu cenu uděluje Královská švédská akademie věd a je pojmenována po jejím zakladateli – A. Nobelovi. Do roku 2021 bylo uděleno již 603 cen 962 laureátům, z toho 57 ženám. Důvodů a lidí, které si ocenění zaslouží, je mnoho, a proto je pro komisi někdy těžké mezi všemi objevy vybrat ty aktuálně nejzajímavější a nejpřínosnější. I díky tomu bylo Nobelových cen za fyziku týkajících se přímo laserů rozdáno poskromnu.

Celkem se jedná o dva ročníky, ve kterých byla Nobelova cena za fyziku udělena za výzkum a vývoj přímo spjatý s lasery. První z nich byla předána v roce 1964 fyzikům Ch. H. Townesovi, N. G. Basovovi a A. M. Prokhorovoi za objevy v oblasti kvantové elektroniky, které dále vedly až ke konstrukci oscilátorů a zesilovačů na bázi maser-laser. Další Nobelova cena za fyziku, která se vztahovala výhradně k laserům, byla udělena až o 54 let později, v roce 2018. Týkalo se průkopnických objevů v oblasti fyziky a laserovů. Konkrétně se jednalo o objevení optické pinzety a její aplikace v biologických systémech, kterou představil Arthur Ashkin. Vědci Gérard Mourou a Donna Stricklandová byli oceněni za vývoj metody generování vysoce intenzivních ultrakrátkých optických pulsů – metoda CPA (chirped pulse amplification). Zajímavostí je, že oceněná Donna Stricklandová byla po 55 letech teprve třetí ženou, které se povedlo získat Nobelovu cenu za fyziku. Metoda CPA sloužící k zesilování krátkých laserových pulsů. Princip této techniky spočívá v roztažení laserového pulsu v čase, přenesení energie optickou soustavou, a nakonec kompresi vedoucí k jeho velké intenzitě a velmi krátké době trvání v řádu piko, femto, nebo dokonce attosekund. Tento objev byl zcela klíčový pro pokroky v oblastech operací očí, laserového mikroobrábění nebo studií chování atomů a vzniku vesmíru. Prof. Mourou je také spjat s Českou republikou. Patří totiž mezi zakladatele projektu ELI (Extreme Light Infrastructure), přičemž jedno ze tří laserových center tohoto projektu stojí v Dolních Břežanech nedaleko Prahy.

Obrázek 1: Laureáti Nobelovy ceny za fyziku z roku 2018

Podstatné je ale zmínit, že od dob udělování byly Nobelovou cenou oceněni další desítky vědců, jejichž práce přímo i nepřímo s lasery souvisí a bez jejichž objevů by byla laserová technika těžko na úrovni, na které se nachází nyní. Přelomovým objevem, bez něhož by další práce na objevování laserů mohly začít jen obtížně, bylo objevení a popsání jevů stimulované emise A. Einsteinem, který získal Nobelovu cenu v roce 1921. Stejně tak lze mluvit i o práci kolegy a kamaráda A. Einsteina, kterým byl Max Karl Ernst Ludwig Planck. Ten za své objevení kvantové teorie získal Nobelovu cenu v roce 1918.

Obrázek 2: M. Planck (vlevo) v rozhovoru s A. Einsteinem (vpravo)

Po roce 1964 je možné Nobelovou cenou oceněné objevy související s lasery najít ještě v několika dalších letech. V roce 1971 cenu dostal Dennis Gabor za vynalezení a rozvoj holografických metod. Dále pak v roce 1981 vědci N. Bloembergen a A. L. Schawlow za jejich přínos ve vývoji laserové spektroskopie. Zajímavé je také ocenění z roku 1997, kdy byli vědci S. Chu, C. Cohen-Tannoudji a W. D. Phillips oceněni za rozvoj metody zpomalování a chycení atomů pomocí laserového světla. Touto metodou je možné dosáhnout téměř absolutní nuly (- 273 °C), kdy se rychlost pohybu atomů zpomalí ze 4000 km/h na 1 km/h. Za těchto podmínek je možné atomy blíže studovat a pozorovat.

To, že jsou vynálezy související s lasery oceňovány Nobelovou cenou téměř od jejího založení, jen dokládá, že se jedná o obor s velkým přesahem do průmyslu, zdravotnictví i vědy, a že je zde dále prostor pro další vývoj a třeba i další nové laureáty Nobelovy ceny.

Zdroje:
https://www.europhysicsnews.org/articles/epn/pdf/2019/02/epn2019502p26.pdf
https://www.pbs.org/newshour/science/nobel-prize-in-physics-2018
https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2018/press-release/
https://www.nature.com/articles/d41586-018-06752-z
https://ysfine.com/einstein/einplanck.html
https://twitter.com/NobelPrize/status/1047061973966512130/photo/1
https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1964/summary/
https://doi.org/10.1117/1.AP.2.5.050501