Nobelprijs natuurkunde voor gereedschap van laserlicht

De afgelopen zestig jaar zijn lasers steeds meer in gebruik geraakt: je kunt ermee snijden, boren en scannen. Ook voor de natuurkunde zijn lasers van groot belang en in de geneeskunde worden ze gebruikt voor oogheelkunde en huidbehandeling.

De helft van de prijs gaat naar de Amerikaan Arthur Ashkin, die een soort pincet van laserstralen heeft gemaakt. Hij ontdekte hoe je met lasers virussen, bacteriën en zelfs eiwitten in een cel kunt vastpakken. Iemand van het Nobelprijscomité demonstreerde het principe met een föhn en een pingpongballetje dat hij in de lucht liet dansen.

Pincet

Dankzij de ‘pincet’ van laserlicht kunnen wetenschappers meten welke krachten er op celniveau spelen, wat voor allerlei vakgebieden een onmisbaar hulpmiddel is geworden. Professor biofysica Sander Tans (TNW) beschrijft de techniek van Ashkin uit de jaren ’90 als een gereedschap dat toegang biedt tot de moleculaire wereld. Voorzien van een klein plastic balletje zijn eiwitten te manipuleren met een laser. Bovendien zijn de afstanden (nanometers) en krachten (10^-12 Newton) te meten. Alle eiwitinteracties die aan de basis liggen van het leven zijn dankzij Askin’s techniek bereikbaar geworden voor onderzoek. 

Pulsen

De andere helft van de prijs gaat naar de Fransman Gérard Mourou en de Canadese Donna Strickland. Zij bedachten een manier om korte laserpulsen veel sterker te maken. Daar waren meer wetenschappers mee bezig, maar zij kregen een lumineus idee om de laserstraal eerst ‘uit te rekken’, wat het makkelijker maakte om de intensiteit te versterken. Na het versterken comprimeerden ze de puls weer.

Het maakt uiterst precieze ingrepen mogelijk. Professor Laurens Siebbeles (TNW) vertelt dat in zijn  lab ultrakorte (10^-12 seconde) laserpulsen gebruikt worden bij onderzoek naar zonnecellen. Eén puls creëert een elektron-gat paar, een volgende puls volgt het elektron door de halfgeleider. Minder intense pulsen kunnen onder meer gebruikt worden om ogen te laseren en bijziendheid te verhelpen. Het is een goed voorbeeld van nieuwsgierigheidsgedreven onderzoek dat uiteindelijk het dagelijks leven verandert, vindt het Nobelprijscomité.

De Nobelprijs voor de natuurkunde bedraagt 9 miljoen Zweedse kronen, oftewel bijna 900 duizend euro.

Nederlanders

In het verleden hebben negen Nederlanders de Nobelprijs voor de natuurkunde gewonnen. De eerste twee waren Hendrik Lorentz en Pieter Zeeman in 1902 voor hun onderzoek naar het Zeeman-effect: ze toonden aan dat elektronen in twee toestanden tegelijk konden verkeren, zoals de kwantummechanica voorspelde.

De meest recente Nederlandse winnaar is de Nederlands-Britse Andre Geim, die van Russische afkomst is. Hij kreeg de prijs in 2010 toegekend voor de ontwikkeling van grafeen, een supersterke koolstoflaag van één molecuul dik.

HOP, Bas Belleman, Jos Wassink

 

• Alle Nederlandse Nobelprijswinnaars voor de natuurkunde:
  
  Andre Geim (2010)
  
  Gerard ‘t Hooft en Martinus Veltman (1999)
  
  Simon van der Meer (1984)
  
  Frits Zernike (1953)
  
  Heike Kamerlingh Onnes (1913)
  
  Johannes Diderik van der Waals (1910)
  
  Hendrik Antoon Lorentz en Pieter Zeeman (1902)

Update 2 oktober, 10:00: Laurens Siebbeles en Sander Tans