Сразу три физика были удостоены во вторник звания нобелевских лауреатов: Артур Эшкин из США, Жерар Муру из Франции и Донна Стрикланд из Канады. Все они — пионеры, совершившие открытия в области лазерной физики. Эшкин создал оптический пинцет, Муру и Стрикланд — ультракороткий импульс высокой интенсивности. Прокомментировать выбор Нобелевского комитета мы попросили президента РАН Александра СЕРГЕЕВА и его коллег, работавших с Муру.
Итак, Артур Эшкин получил Нобеля за изобретение оптического пинцета. Принцип его действия заключается в том, чтобы с помощью лазерного луча захватывать и переносить небольшие частицы, вплоть до молекулярного уровня, и тем самым решать задачи, связанные с современными биологией и медициной.
— Эшкин сделал возможной манипуляцию на клеточном уровне, — поясняет Александр Сергеев. — Что касается выдающегося французского ученого Жерара Муру, этого лауреата мы давно знаем, поскольку уже несколько лет работаем с ним по различным проектам. То открытие, за которое он получил сейчас Нобелевскую премию, Муру сделал в 1985 году, когда еще жил в США. Но потом он вернулся, уже достаточно долго живет во Франции и близко сотрудничает с нашими учеными.
В частности, он в течение пяти лет руководил мегагрантом в Нижегородском университете и ежегодно работал у нас по нескольку месяцев в году.
Его работа по созданию источников очень мощного лазерного излучения, выполненная с Донной Стрикланд, касается идеи усиления лазерных импульсов. До этого ученые столкнулись с проблемой ограничения мощности: с помощью чего получать более сильное излучение, если оно разрушает лазеры, которые его создают? Мощность — это энергия, деленная на время. Идея Жерара заключалась в том, чтобы сократить время в знаменателе, то есть сделать импульс коротким. Он брал короткий импульс, растягивал его во времени в десятки и сотни тысяч раз, усиливал его энергетически, а потом снова сжимал. Этот принцип стал основой для создания всех мощных и сверхмощных лазеров настоящего времени. Так появились тераваттные, петаваттные лазеры. Сейчас мы с Жераром работаем над созданием в Нижнем Новгороде, на базе Института прикладной физики РАН, экзаваттного лазера.
По словам Александра Сергеева, Жерар Муру — настоящий визионер, идеи которого сначала многие воспринимают как сумасшедшие. В последнее время он занимается проблемой уничтожения космического мусора. Идея заключается в том, чтобы с помощью коротких лазерных импульсов отклонять 5–10-сантиметровые частички с их орбиты по направлению к плотным слоям атмосферы, чтобы они там просто сгорали.
По рассказу заведующего кафедрой общей физики Нижегородского госуниверситета Михаила БАКУНОВА, Муру работал в качестве приглашенного руководителя мегагранта в Нижнем Новгороде с 2010 по 2015 годы. Он создал на базе университета лабораторию экстремальных световых полей, которая работает до сих пор.
— Муру — очень открытый, отзывчивый человек, который никогда не отказывал нашим аспирантам в помощи. При этом он всегда показывал пример здорового образа жизни, катаясь по городу на велосипеде и проплывая каждый день по километру в бассейне, — рассказывает Бакунов. — Однажды он отважился даже на то, чтобы переплыть Волгу, и сделал это — конечно, в сопровождении спасателей на лодке.
По словам академика и члена Президиума РАН, доктора физико-математических наук Александра ЛИТВАКА, именно сотрудники нижегородского Института прикладной физики в 2008 году выдвинули кандидатуру Жерара Муру на присуждение ему звания иностранного члена РАН.
— Для чего вообще нужно то самое мощное излучение?
— Мощное лазерное излучение позволит открыть целый ряд новых физических явлений — например, получить из вакуума электрон-позитронную плазму. Или генерировать в лаборатории мини черные дыры, т. е. моделировать ключевые процессы астрофизики. Или пример более прикладного характера — это новые ускорители частиц, которые нужны для протонной терапии или позитронно-эмиссионной томографии. Сегодня такие пучки частиц производят дорогостоящие огромные ускорители, с помощью мощного лазера можно создать ускоритель в масштабах одной комнаты!
***
Отметим, что половину премии получит Артур Эшкин, а вторую половину поделят между собой Жерар Муру и Донна Стрикленд. Кстати, Эшкину уже 96 лет! Он известен как пионер в области создания оптических ловушек, развитие которой привело к управлению атомами, молекулами и биологическими клетками. И Нобелевская премия по физике за 2018 год присуждена ему за «оптические пинцеты и их применение в биологических системах».
Как водится, в преддверии Нобелевской недели в СМИ и научных ресурсах обсуждаются вероятные лауреаты премии по физике. В топ-тройку возможных нобелевцев попал и Юрий Гогоци из университета Дрекселя (Филадельфия, США) за открытия, ведущие к пониманию и развитию углеродных материалов. Юрий Гогоци, хотя и обозначен как американский ученый, родился в 1961 году в СССР, в Киеве, так что в некотором смысле может считаться нашим соотечественником.
В прошлом несколько наших соотечественников получили Нобелевскую премию по физике. В 1958 г. награду присудили трем советским ученым: Павлу Черенкову, Илье Франку и Игорю Тамму. В 1962 г. лауреатом стал Лев Ландау, а двумя годами позже — Николай Басов и Александр Прохоров. В 1978 г. Нобелевскую премию по физике дали Петру Капице. В 2000 г. лауреатом стал российский ученый Жорес Алферов. В 2003 г. Нобелевская премия досталась Алексею Абрикосову и Виталию Гинзбургу. И в 2010 г. награду присудили работающим на Западе нашим соотечественникам Андрею Гейму и Константину Новоселову.
Всего с 1901 по 2017 годы Нобелевская премия по физике присуждалась 111 раз, при этом только в 47 случаях награда доставалась единственному лауреату, в других же случаях ее делили между несколькими учеными. Награда остается по преимуществу мужской — ведь ее лауреатами до последнего времени были лишь две женщины: Мария Кюри (она, кстати, получила Нобелевскую премию не только по физике в 1903 году, но также и по химии в 1911 г.) и Мария Гёпперт-Майер, награжденная совместно с Хансом Йенсеном в 1963 г. «за открытия, касающиеся оболочечной структуры ядра». Теперь же, с награждением Донны Стрикленд, женского полку среди нобелевцев-физиков прибыло!
Средний возраст лауреатов Нобелевской премии по физике составляет 55 лет. При этом самым юным лауреатом в этой номинации оказался 25-летний Лоуренс Брэгг из Австралии, получивший премию в 1915 году вместе со своим отцом Уильямом Генри Брэггом за заслуги в исследовании кристаллов с помощью рентгеновских лучей. Самый же пожилой из нобелевцев-физиков теперь — г-н Эшкин.
Авторы: Наталья Веденеева, Андрей Яшлавский
