Що ж нового принесли людству нобелівські лауреати 2018 року? Як змінилося наше життя з появою цих проривних відкриттів?

Артур Ашкін, багаторічний співробітник Лабораторії Белл у м. Холмдел (США), став дев’ятим нобелівським лауреатом, який працював у стінах цієї відомої лабораторії. Він народився 2 вересня 1922 р. у Нью-Йорку, в сім’ї вихідців з України з єврейськими коренями: його батько, Ісидор Ашкін (уроджений Ашкіназі), народився в Одесі і в 1909 р. емігрував разом зі своїм братом з Києва до США, а мати, Анна Ашкін, народилася у Східній Галичині.

Після закінчення школи у 1940 р. Артур Ашкін почав навчатися в Колумбійському університеті (Columbia University) та одночасно працював техніком у Колумбійській радіаційній лабораторії (Columbia's Radiation Lab), в якій розробляли магнетрони для армії. Тоді йшла Друга світова війна, і на другому курсі Артура Ашкіна призвали на військову службу, але він був переведений до резерву і продовжив у лабораторії Колумбійського університету роботу зі створення магнетрона для військових радарних установок.

Після закінчення війни Артур Ашкін завершив навчання у Колумбійському університеті, де в 1947 р. отримав ступінь бакалавра, а потім продовжив навчання на відділенні ядерної фізики Корнельського університету (Cornell University). Одним із його викладачів був знаменитий Річард Фейнман, майбутній нобелівський лауреат. У 1952 р. Артур Ашкін здобув ступінь доктора філософії Корнельського університету і того ж самого року розпочав свою 40-річну кар’єру в Lucent Technologies (яка пізніше увійшла до Bell Telephone Laboratories). Спочатку він працював у галузі мікрохвильового випромінювання, а в 1960–1961 рр. зацікавився лазерами і з 1963 р. очолив відділення лазерних досліджень. Його роботи q опубліковані в цей період статті стосувалися нелінійної оптики, оптичних волокон, параметричних генераторів і параметричних підсилювачів. Артур Ашкін з колегами зробив перші спостереження генерації лазерних гармонік, параметричного підсилення, ініціював дослідження нелінійно-оптичних явищ в оптичних волокнах і виявив фоторефракційний ефект, який сам пізніше називав своїм першим відкриттям. У 1967 р. він перейшов до лабораторії Bell Laboratories в м. Холмдел у Нью-Джерсі, де зайнявся розробленням лазерних пасток. У 1992 р. Артур Ашкін вийшов на пенсію, але продовжував брати участь у роботах лабораторії Bell Labs аж до її закриття в 2006 р.

Артуру Ашкіну належать слова: «Всі вивчали лазер. Я почав лазером працювати». На початку 1970-х років Артур Ашкін започаткував систематичні дослідження за допомогою лазера тиску світла — явища, теоретично передбаченого Дж. Максвеллом у другій половині ХІХ ст. та експериментально підтвердженого П.М. Лебедєвим у 1900 р. Після винаходу лазерів, які дали можливість створювати потужні колімовані світлові пучки з добре контрольованими параметрами, вивчення тиску світла вийшло на новий рівень, значною мірою завдяки піонерським роботам Артура Ашкіна. Як результат, сьогодні в науковому середовищі багато хто вважає його батьком використання тиску лазерного випромінювання.

У своїх перших роботах з цього напряму Артур Ашкін досліджував світловий тиск сфокусованого лазерного випромінювання на прозорі сферичні частинки розміром декілька мікрометрів. І хоча механізм тиску світла був загалом відомий, у його експериментах було виявлено нові закономірності, що стали основою для винаходу новогоінструмента для маніпулювання об’єктами мікронного та субмікронного розміру — лазерного пінцета. Так, у першій його публікації на цю тему 1970 р. [1] було виявлено, що прозорі малі латексні сфери у воді, потрапляючи на край лазерного пучка, що поширювався горизонтально, переміщувалися до осі пучка — туди, де інтенсивність світла була максимальною. Пояснення, дане автором, ґрунтувалося на врахуванні неоднорідного поперечного розподілу інтенсивності світла в лазерному пучку, і проста схема заломлення світла латексною сферою, яка мала показник заломлення більший, ніж вода, показувала, що в такому пучку виникає сила, напрямлена по градієнту інтенсивності, яка і спрямовувала сферу на вісь пучка. На сферу діяла також сила, пов’язана з відбиванням і розсіюванням світла поверхнею сфери — неважко зрозуміти, що ця сила діяла у напрямі поширення лазерного пучка, вздовж його осі. Внаслідок дії цих двох сил сфера потрапляла у пастку — захоплювалася дією поперечної сили на осі пучка і притискалася тиском світла, спричиненим розсіюванням на сфері, до прозорого вікна оптичної кювети, крізь яку поширювався лазерний промінь.