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Nobelpreis für Physik «Aus der Medizin ist der gepulste Laser nicht mehr wegzudenken»

Legende: Audio Physik-Nobelpreis für drei Laserphysiker abspielen. Laufzeit 03:23 Minuten.
03:23 min, aus Rendez-vous vom 02.10.2018.

Die drei Forschenden Donna Strickland, Gérard Mourou und Arthur Ashkin haben für ihre Forschung im Gebiet der Laserphysik den diesjährigen Nobelpreis für Physik erhalten. SRF-Wissenschaftsredaktor Daniel Theis erklärt, was diese Forschung bedeutet.

Daniel Theis

Daniel Theis

Wissenschaftsredaktor

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Daniel Theis ist Wissenschaftsredaktor. Er arbeitet für das Wissenschaftsmagazin auf Radio SRF 2 Kultur.

SRF: Was müssen wir uns unter Laser-Optik genau vorstellen?

Daniel Theis: Laser kennen wir eigentlich alle aus unserem Alltag. Seien es ein Laserpointer oder die Barcodescanner an Supermarkt-Kassen. Das Wort «Laser» steht für Licht-Verstärkung (Light amplification by stimulated emission of radiation).

Solches Laserlicht, also eben verstärktes Licht, gibt es seit rund 60 Jahren. Zu den ersten kommerziellen Anwendungen von Laser gehörten die CD-Player.

Und doch blieb der Laser lange nicht viel mehr als ein Spielzeug für Physikerinnen und Physiker. Mitte der 1980er-Jahre kam dann der Durchbruch: Die relativ geringe Energie des Lasers konnte stark erhöht werden, dank einer neuen Methode.

Legende: Video Nach 55 Jahren erhält wieder eine Frau den Nobelpreis abspielen. Laufzeit 00:46 Minuten.
Aus Tagesschau am Mittag vom 02.10.2018.

Wofür erhalten die drei Ausgezeichneten nun den Nobelpreis?

Eigentlich sind es zwei verschiedenen Preise, obwohl es bei beiden um Laser geht. Der eine Preis ist eben für diese enorme Verstärkung der Laserstrahlen, die Mitte der 1980er-Jahre möglich wurde.

Dabei wird ein Laserstrahl gewissermassen auseinandergezogen. Kurze Laserpulse werden über ein System von Spiegeln oder auch durch mehrere Kilometer lange Glasfaserkabel geschickt und dabei in ihrer zeitlichen Länge gestreckt. Aus einem kurzen Puls ist ein längerer geworden.

Dieser Puls ist «zahmer» und kann dann x-tausendfach verstärkt werden. Nachher wird der lange Puls wieder verkürzt und ist damit kurz und sehr energiereich. Der Trick war, dies in einem externen Verstärker-Modul zu machen.

Ein Laserstrahl kann wie eine Pinzette ganz kleine biologische Proben festhalten.

Dafür haben Gérard Mourou und Donna Strickland nun den Nobelpreis bekommen. Der zweite Teil des Preises, bei dem es auch um Laser geht, ging an Arthur Ashkin. Er hat herausgefunden, dass ein Laserstrahl wie eine Pinzette ganz kleine biologische Proben festhalten kann, sodass man sie gut unter einem Mikroskop anschauen kann.

Wie werden diese Erfindungen in der Praxis angewendet?

Da ist einerseits die Industrie, die mit diesen starken und sehr kurz gepulsten Laserstrahlen wirklich etwas anfangen kann. Es können sehr präzise Löcher gebohrt werden. Und das Material wird dabei geschont. Bohrt man beispielsweise mit einem konventionellen Bohrer oder Laser, entsteht beim Bohren sehr viel Hitze. Das ist beim gepulsten Laser anders, er ist immer wieder unterbrochen, die Energie wirkt nicht ständig.

Die Medizin ist auch ein sehr dankbare Abnehmer für diese Erfindung. Da ist der gepulste Laser mittlerweile nicht mehr wegzudenken. Gerade in der Augenchirurgie haben diese starken Laser neue Möglichkeiten eröffnet, um beispielsweise ganz feine Schnitte in die Augenlinse zu machen.

In einem Spital wird eine Person am Auge operiert.
Legende: Bei Augenoperationen haben Laser neue Möglichkeiten eröffnet. Doch auch die Industrie hat viele Anwendungsbereiche. Imago/ UIG

Erstmals seit 1963 ist unter den Preisträgern für Physik eine Frau. Das ist bemerkenswert.

Donna Strickland ist erst die dritte Frau die einen Physik-Nobelpreis erhält, nach Marie Curie 1903 und eben Maria Goeppert-Mayer in den 1960er-Jahren.

Donna Strickland ist im Vergleich zu anderen Nobelpreisträgerinnen und -Trägern eine eher jüngere Forscherin. Sie ist 59 Jahre alt und kann damit den Preis auch direkt in der Forschung wirken lassen, da sie noch Studenten betreut.

Das Gespräch führte Brigitte Kramer.