Этот нобелевский лауреат проложил путь к высокому

Aug 30, 2023

В детстве Донна Стрикленд преследовала одну цель: получить докторскую степень. Но она не знала, какой предмет хочет изучать, пока не начала учебу в бакалавриате по физике в Университете Макмастера в Гамильтоне, Онтарио, Канада. Именно там она заинтересовалась изучением лазеров после прохождения курса по этому предмету.

Эта тема показалась «действительно крутой — как будто из научно-фантастического романа», — говорит Стрикленд. Она даже не подозревала, что ее вновь обретенная страсть однажды принесет ей Нобелевскую премию по физике.

РАБОТОДАТЕЛЬ

Университет Ватерлоо в Онтарио

ЗАГОЛОВОК

профессор физики

УЧАСТНИК

Почетный член

АЛЬМА-МАТЕР

Рочестерский университет в Нью-Йорке

Проводя исследования в области оптики для своей докторской диссертации в Рочестерском университете в Нью-Йорке, Стрикленд работала с французским физиком Жераром Муру, пионером в области лазеров и лауреатом Нобелевской премии. Муру руководил разработкой сети физических лабораторий Extreme Light Infrastructure, предназначенной для генерации и изучения интенсивного лазерного света. Вместе, экспериментируя с тем, как увеличить пиковую мощность лазера, не повреждая его, они изобрели метод усиления чирпированных импульсов. CPA, который производит короткие лазерные импульсы высокой интенсивности, теперь используется в корректирующей глазной хирургии, медицинской визуализации, производстве смартфонов и во многих других приложениях.

Стрикленд и Муру разделили Нобелевскую премию по физике 2018 года с научным сотрудником IEEE Life Артуром Эшкиным, который изобрел отдельную технологию: «оптические пинцеты», которые используют лазерные лучи малой мощности для манипулирования живыми клетками и другими крошечными объектами.

Получение Нобелевской премии «изменило жизнь», говорит Стрикленд и добавляет: «Ваша жизнь может измениться за один день, даже если вы не будете к этому готовы».

Ее изобретение также принесло ей в этом году почетное членство IEEE, спонсором которого является IEEE. Она говорит, что это признание особенное, потому что ее номинировали на него коллеги.

«Работа Донны произвела революционные изменения. Ее плодотворное исследование по усилению чирпированных импульсов является золотым стандартом исследований», — сказал один из спонсоров ее премии. «Кроме того, она является настоящим образцом для подражания для легионов инженеров по всему миру. Она чрезвычайно щедрый человек и яркий пример того, каким должен быть почетный член IEEE».

Стрикленд — профессор физики в Университете Ватерлоо в Онтарио, где она возглавляет группу исследователей, занимающихся разработкой высокоинтенсивных лазерных систем для исследований в области нелинейной оптики, таких как генерация импульсов среднего инфракрасного диапазона путем смешивания разностных частот и изучение метода многочастотной комбинационной генерации.

Донна Стрикленд получает Нобелевскую премию по физике 2018 года от короля Швеции Карла Густава в Стокгольмском концертном зале. Хенрик Монтгомери/информационное агентство TT/Getty Images

После окончания в 1981 году Макмастера со степенью инженера по физике Стрикленд переехал в Нью-Йорк, чтобы получить докторскую степень по оптике в Рочестерском университете, который в то время считался одной из лучших школ по изучению лазерной оптики. Она присоединилась к Муру в университетской лаборатории лазерной энергетики, где он искал способы увеличить интенсивность лазеров (его оптическую мощность) без повреждения устройства.

Импульсные лазеры могут концентрировать свет на небольшой площади в течение короткого времени для производства энергии. Пиковая интенсивность быстро росла в течение нескольких лет после того, как физик Теодор Мейман продемонстрировал первый лазер в 1960 году. Но после 1970 года интенсивность стабилизировалась более десяти лет, потому что усиление света после определенной точки повредило лазер.

В своем исследовании того, как свет взаимодействует с материей, Муру в 1983 году выдвинул гипотезу, что разделение и увеличение импульсов перед их объединением может привести к получению лазерных импульсов более высокой интенсивности без повреждений. Но он не знал, как этого добиться, говорит Стрикленд. Поэтому в ходе своего докторского исследования она проверила его гипотезу с помощью различных лазерных систем. Однако ни один из ее экспериментов не увенчался успехом.