Ashkin sẽ được nhận một nửa trong số 9 triệu Krona Thụy Điển (tương đương 1,01 triệu USD) của giải Nobel, còn Mourou và Strickland sẽ chia nhau nửa còn lại. Đặc biệt, Strickland chính là phụ nữ thứ ba trong lịch sử, sau Marie Curie (năm 1903) và Maria Goeppert-Mayer (năm 1963), giành Nobel Vật lý. “Chúng ta cần vinh danh các nhà khoa học nữ vì đóng góp nổi bật của họ … Và tôi vinh dự được là một trong những người phụ nữ may mắn”, Quỹ Nobel trích lời Strickland. Trả lời trong cuộc họp báo, Strickland cho biết, bà đã không thể tin nổi khi nhận cuộc gọi thông báo lúc ban sáng – cảm nhận cũng giống với nhiều người đạt giải khác trong quá khứ.
Ba nhà vật lý đạt giải Nobel 2018. Ảnh: Quỹ Nobel
Ashkin (96 tuổi), hiện đang làm việc tại Bell Lab ở Holmde (bang New Jersey, Mỹ), chính là người lớn tuổi nhất được trao Nobel Vật lý (trẻ nhất là WL Bragg ở tuổi 25). Ông được vinh danh vì phát minh ra nhíp quang học – về bản chất là một loại bẫy ánh sáng cho phép nắm giữ các tế bào sống nhỏ xíu, bao gồm cả hạt, nguyên tử và virus bằng ngón tay laser. Ashkin đã bắt đầu nghiên cứu của mình, hầu như ngay lập tức sau sự ra đời của tia laser vào năm 1960. Qua đó, ông nhận thấy hoàn toàn có thể sử dụng laser để tạo ra áp lực nhẹ và thao tác với các vật thể cực kỳ nhỏ bé mà không làm hại đến chúng.
Ngoài ra, một thí nghiệm khác của ông được thực hiện trên những vật thể hình cầu kích thước micrometre vào năm 1960 cũng cho thấy, các hạt hay vật chất nhỏ thường có xu hướng bị hút đến vùng có cường độ ánh sáng mạnh nhất trong một chùm sáng – điều này đã dẫn tới ý tưởng “tạc” laser để bẫy, nâng và di chuyển các vật thể. Theo tuyên bố của Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển (Swedish Royal Academy of Science hay SRAS): “Phát minh của Ashkin đã cho phép chúng ta hiện thực hóa một giấc mơ viễn tưởng từ lâu, đó là sử dụng áp lực bức xạ ánh sáng để di chuyển vật thể”. Năm 1987, cũng chính Ashkin là người đã sử dụng nhíp quang học để gắp những vi khuẩn sống mà không làm hại chúng.
Phương pháp Khuếch đại xung laser cực ngắn. Ảnh: SRAS
Trong khi đó, các nghiên cứu của Strickland (59 tuổi) tại Đại học Waterloo (Canada) và Morou (74 tuổi) thuộc ĐH Bách Khoa Paris (École Polytechnique ở Palaiseau, Pháp) đồng thời là giáo sư kiêm nhiệm tại ĐH Michigan ở Ann Arbor (Mỹ), đã dẫn đến việc tạo thành những xung laser siêu ngắn và có cường độ mạnh nhất thế giới. Bộ đôi này đã phát minh ra kỹ thuật gọi là chirped pulse amplification (khuếch đại xung laser cực ngắn).
Xung laser ngắn vốn có rất nhiều ứng dụng, chẳng hạn cho phép theo dõi diễn biến của nhịp tim. Tuy nhiên, trước khi có phát minh của Strickland và Mourou, cường độ của các xung laser như vậy thường bị giới hạn, bởi lo ngại công suất cao cũng đồng nghĩa với nguy cơ sẽ làm hỏng bộ khuếch đại [cần thiết] để tạo ra chúng.
Vì thế, Strickland và Mourou đã nghĩ ra cách sử dụng lưới nhiễu xạ để kéo giãn chùm tia laser theo thời gian – giúp làm giảm cường độ ánh sáng, tức là để bộ khuếch đại thông thường có thể sử dụng được, trước khi các xung được ép lại với nhau để tạo thành một vụ nổ mạnh, trong khoảng thời gian ngắn.
Phương pháp Ashkin. Ảnh: SRAS
Nhiều chi tiết của phương pháp này đã được Strickland phác thảo lần đầu trong một bài báo vào năm 1985 (khi đang làm nghiên cứu sinh PhD) về những cải tiến cho phép tạo ra các xung laser trên thang attosecond (phần tỷ của một phần tỷ giây) – đây cũng chính là công bố khoa học đầu tiên của bà. Giống với khả năng lấy thêm khung hình mỗi giây của máy quay video, xung laser cực ngắn có thể được sử dụng để nghiên cứu những hiện tượng cực kỳ nhanh như quá trình quang hợp hóa học. Hơn nữa, các xung ánh sáng ngắn cũng ít gây tổn thương hơn so với xung dài, cho nên chúng đã được sử dụng, không chỉ cho hàng triệu ca phẫu thuật mắt bằng laser mỗi năm trên toàn thế giới, mà còn cho thấy đặc biệt hữu ích trong nhiều nhiệm vụ khác, như khoan lỗ trên vật liệu lưu trữ dữ liệu (bộ nhớ).
Những khám phá và phát minh đoạt giải Nobel năm nay thực sự đã làm nên một cuộc cách mạng đối với ngành vật lý laser, hỗ trợ các nhà nghiên cứu khám phá về những vật thể siêu nhỏ và hiện tượng diễn ra cực nhanh. Cùng với đó, các thiết bị vô cùng chính xác này cũng đã giúp mở ra nhiều lĩnh vực nghiên cứu mới mẻ và triển vọng ứng dụng trong công nghiệp, y học … mà theo SRAS, hiện vẫn chưa được khám phá hết.
Nhà vật lý quang học John Dudley tại ĐH Franche-Comté ở Besançon (Pháp) nhận định, phương pháp khuếch đại xung ánh sáng cực ngắn của Strickland và Mourou quả là một bước tiến lớn, cả về mặt nghiên cứu cơ bản lẫn phát triển công nghệ. “Thường thì giải Nobel sẽ được trao cho một khám phá hoặc phát minh nổi bật. Còn thành tựu lần này, thực sự là cầu nối giữa cả hai”, ông nói. Được biết, Extreme Light – một tập đoàn hàng đầu của châu Âu, hiện đang cộng tác với Mourou để nghiên cứu sóng ánh sáng ngắn, cường độ cao.