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भौतिकी का नोबेल पुरस्कार उच्च तकनीक वाले लेज़रों को जाता है और 55 वर्षों में पहली महिला को सम्मानित करता है

2021

प्रकाश प्राथमिक तरीका है जिससे हम दुनिया के बारे में जानकारी इकट्ठा करते हैं, और प्रकाश हेरफेर में हर सफलता शोधकर्ताओं को प्रकृति के नए पहलुओं को नए तरीकों से देखने की सुविधा देती है। आज, तीन वैज्ञानिकों ने भौतिकी में नोबेल पुरस्कार अपने काम के लिए साझा किया जिसमें शक्तिशाली लेजर तकनीक विकसित की गई है, जिसने जीवविज्ञानी और भौतिकविदों को बहुत छोटे और बहुत तेजी से छिपने वाले घूंघट को उठाने की अनुमति दी है।

पुरस्कार दो प्रभावशाली लेजर उपकरणों के अन्वेषकों को सम्मानित करता है: आर्थर एस्किन, एक अमेरिकी भौतिक विज्ञानी, प्रकाश के केंद्रित बीम का उपयोग करके वस्तुओं को पकड़ने और पकड़ने का एक तरीका विकसित करने के लिए, और फ्रांस के गेरार्ड मौरौ और कनाडा के डोना स्ट्रिकलैंड, ध्यान केंद्रित करने के लिए अपने रचनात्मक समाधान के लिए। और क्या मानक सामग्री की अनुमति होगी परे लेजर बीम बढ़ाना। 1903 में मैरी क्यूरी और 1963 में मारिया गोएपर्ट-मेयर के बाद कनाडा में वाटरलू विश्वविद्यालय में एसोसिएट प्रोफेसर, स्ट्रिकलैंड, भौतिकी में नोबेल पुरस्कार जीतने वाली तीसरी महिला हैं।

"जाहिर है, हमें महिला भौतिकविदों को मनाने की जरूरत है, क्योंकि हम वहां हैं, उन्होंने कहा कि वह एनपीआर के अनुसार है। मुझे नहीं पता कि मुझे क्या कहना है, मैं इन महिलाओं में से एक होने के लिए सम्मानित हूं।"

Ashkin ने स्टार ट्रेक से ट्रैक्टर बीम डिवाइस के वास्तविक जीवन संस्करण का आविष्कार किया, जिसे "ऑप्टिकल चिमटी" कहा जाता है। 1960 और 1970 के दशक में बेल लैब्स में काम करते हुए, उन्होंने परम्परागत ज्ञान की पुष्टि की 1600 के दशक में वापस डेटिंग कि प्रकाश की किरणें पदार्थ को धक्का दे सकती हैं, भले ही केवल थोड़ी सी। "प्रकाश पैक नहीं करता है कि एक पंच बहुत कुछ कहता है, डेविड जिरियर, एक भौतिक विज्ञानी जो न्यूयॉर्क विश्वविद्यालय में ऑप्टिकल जाल के साथ काम करता है। आप एक ट्रक को उठाने नहीं जा रहे हैं, लेकिन आप एक परमाणु को स्थानांतरित करने की कल्पना कर सकते हैं।"

परमाणुओं को देखना कठिन है, इसलिए अश्किन ने स्पष्ट सूक्ष्म मोतियों के साथ शुरुआत की। बल्ले से राइट, उन्होंने देखा कि "डाउनस्ट्रीम" हिलने के अलावा, कण बीम के मध्य, अधिक तीव्र क्षेत्र की ओर भी बह रहे थे। अगला तार्किक कदम यह देखना था कि वह कितनी तेजी से कणों को स्थानांतरित कर सकता है, इसलिए उसने बीम को एक बिंदु पर केंद्रित करने के लिए एक लेंस स्थापित किया। उन्होंने कल्पना की कि आस-पास के कण बीम के केंद्र में घसीटे जाएंगे और फिर आवर्धित बहाव बल द्वारा "एक ऑप्टिकल तोप की तरह, " ग्रायर कहते हैं।

लेकिन ऐसा नहीं हुआ। इसके बजाय, कणों ने केंद्रीय बिंदु पर उड़ान भरी और जगह में फंसे हुए। बीम को आगे और पीछे ले जाकर, अश्किन इन छोटे कणों को भी इधर-उधर कर सकता है, इसलिए इसका नाम ऑप्टिकल चिमटी है। किसी को यह संदेह नहीं था कि लेज़र के प्रवाह के विरुद्ध कोई तरंग किसी वस्तु को ऊपर की ओर खींच सकती है, लेकिन इसका कारण जानने में देर नहीं लगी। जब स्पष्ट मोतियों ने प्रकाश नीचे की ओर बिखरा दिया, तो वे स्वाभाविक रूप से पीछे की ओर झुक गए, जैसे कि एक धनुष के ऊपर एक बॉलिंग बॉल को गर्म करना। "यह अंतर्ज्ञान की एक सदी पलट दिया, " ग्रायर कहते हैं। "यह ऐसा कुछ था जो सादे दृष्टि में पूरे समय था, और कला ने इसे महसूस किया।"

Ashkin ने जल्द ही जीवाणुओं और विषाणुओं को जीवित करने के लिए चिमटी की माला से स्नातक की उपाधि प्राप्त की, जो कि जीवविज्ञानी के लिए अमूल्य साबित हुई है, आप जानते हैं, कि छोटे कि critters लेने के लिए बहुत सारे तरीके नहीं हैं। अन्य वैज्ञानिकों ने ग्रायर के अनुसार, उपकरण के मूल्य को लगभग तुरंत पहचान लिया, और दुनिया भर के शोधकर्ता कुछ वर्षों में ऑप्टिकल ट्रैप का उपयोग कर रहे थे।

आज भौतिक विज्ञानी तकनीक की क्षमताओं का विस्तार करना जारी रखते हैं। जबकि अश्किन की चिमटी प्रति लेजर सिर्फ एक वस्तु को स्थानांतरित कर सकती थी, ग्राइपर की प्रयोगशाला ने कंप्यूटर से उत्पन्न छवि के साथ एक बीम का विस्तार करने का एक तरीका अपनाया और फिर एक बार में सैकड़ों कणों को फंसाने के लिए इसे नीचे धकेल दिया। वे वर्तमान में नासा के साथ प्रौद्योगिकी को बढ़ाने के लिए साझेदारी कर रहे हैं और प्राचीन बर्फ के क्रिस्टल और धूल के कणों को सहलाते हैं जो धूमकेतु को पृथ्वी की कक्षा में आसानी से जमा कर सकते हैं, जिनमें से कुछ आप नग्न आंखों से देख सकते हैं। "वह वास्तव में भयानक है, " वह कहते हैं, "जब आपके पास प्रकाश की एक तकिया पर तैरते हुए देखने के लिए कुछ बड़ा होता है।"

पुरस्कार के अन्य आधे हिस्से को स्ट्रिकलैंड, और मौरौ द्वारा विभाजित किया गया है, वर्तमान में फ्रांस में ofcole पॉलिटेक्निक में है, जिसने लेजर-वायलेटिंग प्रायोगिकों की एक लंबी प्रार्थना का उत्तर दिया: अधिक शक्ति। 1960 में पहले लेजर के आविष्कार के बाद, भौतिकविदों ने लगभग एक दशक तक उच्च तीव्रता के स्तर तक पहुंचाया, जब तक कि वे एक दीवार से नहीं टकराए।

लेजर पहले एक थरथरानवाला नामक उपकरण का उपयोग करके प्रकाश की कमजोर दालों का उत्पादन करते हैं और फिर उन्हें एम्पलीफायर के साथ, पर्याप्त रूप से बढ़ाते हैं। लेकिन एक निश्चित बिंदु के बाद, प्रवर्धित प्रकाश बहुत तीव्र हो जाता है और डिवाइस को ध्वनि तरंगों की तरह नष्ट कर देता है। एक स्पीकर से 11 तक की ध्वनि। इस मंदी से बचने के लिए, मौरौ और स्ट्रिकलैंड, जो उस समय रोचेस्टर विश्वविद्यालय में एक साथ काम कर रहे थे, एक चतुर समाधान पर हिट करें - बीम को बाहर खींचें (वे एक फाइबर ऑप्टिक केबल का उपयोग लगभग एक मील लंबा करते हैं), इसे अपने कमजोर रूप में बढ़ाते हैं, और फिर इसे एक सुपर शॉर्ट, सुपर शक्तिशाली "पल्स" प्राप्त करने के लिए फिर से सेक करते हैं। 1985 में उन्होंने काम को प्रकाशित किया, बेहतर, तेज, मजबूत लेजर दालों की ओर एक दौड़ शुरू की, जो आज भी धीमा होने का कोई संकेत नहीं दिखाती है।

"यह ऑप्टिकल साइंस में सबसे बड़ी क्रांतियों में से एक है, सेंट्रल यूनिवर्सिटी ऑफ फ्लोरिडा के एक ऑप्टिकल भौतिक विज्ञानी ज़ेनगू चांग कहते हैं, जिनकी प्रयोगशाला ने पिछले साल रिकॉर्ड-ब्रेकिंग शॉर्ट लेजर पल्स का प्रदर्शन किया था। यह एक आविष्कार है जो खोजों की ओर जाता है।"

सर्पिल पल्स प्रवर्धन (CPA) के रूप में ज्ञात, इन अकल्पनीय रूप से छोटी और शक्तिशाली चमक ने प्रायोगिक भौतिकी के कई क्षेत्रों का शुभारंभ किया और चांग ने extreme science. के लिए दरवाजा खोला। तीव्र गर्मी और चुंबकीय क्षेत्र लेज़रों का उत्पादन करते हैं जो शोधकर्ताओं का अध्ययन करते हैं विदेशी परिस्थितियों में, प्लाज्मा बनाएं, और प्रकाश की गति पर इलेक्ट्रॉनों को बाहर निकाल दें। अधिक व्यावहारिक पक्ष पर, पर्याप्त तीव्रता के साथ आप लेजर हिट करने वाली किसी भी सामग्री को उबाल सकते हैं, एक तेजी से वाष्पीकरण का उत्पादन करते हैं जो निर्माता ठीक परिशुद्धता के साथ धातुओं को काटने के लिए उपयोग करते हैं। डॉक्टर सुधारात्मक नेत्र शल्य चिकित्सा के साथ एक वर्ष में लाखों लोगों की दृष्टि में सुधार करने के लिए भी इस तकनीक का उपयोग करते हैं।

सीपीए लेज़रों की शानदार गति ने वैज्ञानिक इमेजिंग के लिए तेजी से घटना के एक पूरे नए दायरे को खोल दिया। "जब आप कुछ तेजी से देखना चाहते हैं, तो आपको तेजी से चांग कहते हैं कि कुछ का उपयोग करने की आवश्यकता है। उनका रिकॉर्ड-ब्रेकिंग 2017 फ्लैश, जो एक स्पार्क प्लग की तरह सीपीए लेजर प्रकार का उपयोग करता है, केवल 53 एटोसिकंड्स तक चला। (एक सेकंड में, प्रकाश कर सकते हैं।" पृथ्वी से चंद्रमा तक लगभग पहुंच जाते हैं। एक एटोसिकॉन्ड में, यह सिर्फ एक या दो परमाणुओं को पार कर सकता है।) इस संक्षिप्त विवरण से अणुओं और इलेक्ट्रॉनों की छवियों और वीडियो पर कब्जा करना संभव हो जाता है।

भौतिकी में नोबेल पुरस्कार आमतौर पर मौलिक भौतिकी में अग्रिमों को उजागर करता है, लेकिन प्रौद्योगिकी की पिछली मान्यताओं में रेडियो ट्रांसमीटर (1909), ट्रांजिस्टर (1956), ओजी लेजर (1964), अर्धचालक (2000) और एलईडी के आविष्कारक शामिल हैं। 2014)।

यह 2018 का पुरस्कार नोबेल-पुरस्कार विजेता प्रौद्योगिकी की अनन्य सूची में एक और प्रविष्टि जोड़ता है, लेकिन उन हजारों शोधकर्ताओं के लिए, जिन्होंने अश्किन, मौरौ और स्ट्रीकलैंड के औजारों का उपयोग किया और उनके शोध के दौरान ऑप्टिकल क्षेत्रों में काम किया, जो कि शोधित थे, नोड लंबे समय से अधिक है ।

"मैं लंबे समय से इस खबर का इंतजार कर रहा हूं, " चांग कहते हैं। "हमें पता था कि यह किसी दिन होने वाला था।"

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