รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ ประจำปี พ.ศ. 2561 (ค.ศ. 2018) “For ground-breaking inventions in the field of laser physics”

Abstract

ปี พ.ศ. 2561 ผู้ได้รับรางวัลโนเบลด้านฟิสิกส์แบ่งเป็นสองส่วน ส่วนแรกมอบให้กับผู้ค้นพบแหนบคีบเชิงแสง (optical tweezer) Arthur Ashkin และส่วนที่สองมอบให้กับผู้พัฒนาเทคนิคการเพิ่มกำลังให้กับพัลส์ของแสงเลเซอร์โดยใช้เทคนิค chirped pulse amplification คือ Gerald Mourou และ Donna Stricklands โดยแหนบคีบเชิงแสง (optical tweezer) ใช้หลักการความดันรังสี (radiation pressure) ภายใต้กฎอนุรักษ์โมเมนตัม ทำให้เกิดแรงเกรเดียนท์ (gradient force) และแรงกระเจิงไปข้างหน้า (forward scattering force) แรงทั้งสองควบคุมการเคลื่อนที่ของอนุภาคโปร่งใสที่มีค่าดัชนีหักเหมากกว่าสิ่งแวดล้อม  ขณะที่เทคนิค chirped pulse amplification ใช้หลักการขยายช่วงเวลาของพัลส์เพื่อลดกำลังของแสง ก่อนที่แสงจะเข้าสู่วัสดุเพิ่มจำนวนโฟตอน กำลังที่ลดลงจะไม่ทำลายวัสดุทำให้สามารถเพิ่มจำนวนโฟตอนได้ตามต้องการ หลังจากแสงผ่านออกมา พัลส์แสงจะเข้าสู่ระบบบีบให้พัลส์มีช่วงเวลาสั้นลง ทำให้กำลังของพัลส์เพิ่มขึ้น ในปัจจุบันถึงระดับเพตะวัตต์ การค้นพบแหนบคีบเชิงแสงทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถศึกษาวิจัยวัสดุถึงระดับอะตอม และวัสดุทางชีววิทยาเช่น แบคทีเรีย หรือ DNA โดยไม่ทำลาย  การพัฒนาการเพิ่มกำลังพัลส์ของแสงเลเซอร์ทำให้การศึกษาความไม่เป็นเชิงเส้นของวัสดุมีความก้าวหน้า และกำลังที่เพิ่มขึ้นถูกนำมาใช้ในทางการแพทย์โดยเฉพาะการผ่าตัด การใช้งานอย่างหนึ่งที่รู้จักกันทั่วไป คือ การผ่าตัดปรับเปลี่ยนสายตา หรือ เลสิค  เป็นที่ประจักษ์ว่าการค้นพบของ Ashkin, Mourou และ Stricklands มีประโยชน์ต่อมนุษยชาติตามวัตถุประสงค์ของรางวัลโนเบล