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Wissen Der Physik-Nobelpreis – Erklärt in fünf Fragen und Antworten
Nachrichten Wissen Der Physik-Nobelpreis – Erklärt in fünf Fragen und Antworten
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16:45 02.10.2018
Einer der drei diesjährigen Physik-Nobelpreisträger: Gérard Mourou. Quelle: Christophe Ena/AP/dpa
Hannover

Die drei diesjährigen Physik-Nobelpreisträger machen aus Licht ganz präzise Werkzeuge. Ihre Erfindungen heißen „Optische Pinzette“ und „Chirped Pulse Amplification“. Doch was genau ist das überhaupt? Milutin Kovacev vom Institut für Quantenoptik an der Leibniz Universität Hannover erklärt im Interview, worum es geht.

Arthur Ashkin wird für die Erfindung der optischen Pinzette ausgezeichnet. Was ist das?

Mit einer optischen Pinzette kann man die Wechselwirkungen des Lichts nutzen, um ganz kleine Objekte zu bewegen oder festhalten: Zellen zum Beispiel oder sogar einzelne Atome. Vor der Erfindung der optischen Pinzette konnten sich viele Menschen nicht vorstellen, dass man in diesem Mikrokosmos mit Lichtkräften arbeiten kann. Arthur Ashkin hat hier eine Tür geöffnet und großen Fortschritt in anderen Fachbereichen ermöglicht.

Wofür ist ein solches Laserwerkzeug nützlich?

Heutzutage wird die Methode vor allem in medizinischen oder biologischen Laboren angewandt: Man kann zum Beispiel eine Zelle aufschneiden und dann mit der optischen Pinzette einzelne Bestandteile herausnehmen. Sogar einzelne Moleküle kann man festhalten und untersuchen. Auf diese Weise untersuchen zum Beispiel Kollegen an der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH) Kräfte, die auf Zellen wirken. Damit kann man die Funktion der Zellen besser verstehen. So ist die optische Pinzette unter anderem für die Biophysik und die Gentechnik ein sehr wichtiges Werkzeug.

Gérard Mourou und Donna Strickland wurden für eine Technologie ausgezeichnet, die sich Chirped Pulse Amplification (CPA) nennt. Was verbirgt sich dahinter?

Gérard Mourou, den ich persönlich gut kenne, und Donna Strickland haben eine Möglichkeit gefunden, Laserpulse (also die Portionen, in denen das Licht emittiert wird) zu verstärken. Das Besondere ist: Die Laserpulse sind zwar sehr energiereich, aber auch besonders kurz. Weil die Laser dabei auch nur ganz kurz mit der Materie wechselwirken, wird keine Wärme übertragen. Die Erfindung von Mourou und Strickland liegt heute allen Laser mit sehr kurzen Impulsdauern zugrunde.

Was für einen Vorteil hat es, wenn keine Wärme übertragen wird?

Zahnoperationen sind damit zum Beispiel schmerzfrei. Der einzige Grund, warum Zahnärzte diese Technik nicht so oft verwenden, ist, dass sie damit im Vergleich zum mechanischen Bohrer nicht fühlen, wie tief sie bohren. Mit den Lasern lässt sich aber auch das menschliche Gewebe extrem präzise schneiden. Daher wird die Technologie oft bei Augen-Operationen angewendet. Laser, die auf der CPA aufbauen, können aber zum Beispiel auch Spurenstoffe in der Atmosphäre besser bestimmen.

Also drei verdiente Nobelpreisträger?

Auf jeden Fall!

Von Anna Schughart/RND

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