Pela terceira vez na história, uma mulher ganha o Nobel de física
Donna Strickland dividiu o prêmio com Gérard Mourou e Arthur Ashkin, que aos 96 anos é o mais velho ganhador do Nobel.
Os lasers estão por todo lugar. Cirurgias médicas, procedimentos estéticos, leitor de código de barras. Se no dia a dia ele já é tão presente, na ciência e pesquisa ainda é muito mais. Não à toa, o Nobel de física de 2018 foi dado a três cientistas pioneiros na chamada física dos lasers: Arthur Ashkin, Gérard Mourou e Donna Strickland.
“As invenções honradas este ano revolucionaram a física dos lasers. Objetos extremamente pequenos e processos incrivelmente rápidos agora estão sendo vistos sob nova luz”, justificou a Real Academia Sueca de Ciências, responsável pelo prêmio, no anúncio.
Antes de conhecer os agraciados com o Nobel, é interessante conhecer um pouco do que eles estudam. Laser, basicamente, é uma sigla para Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, ou “amplificação da luz por emissão estimulada de radiação”.
Não parece, mas o nome é bem autoexplicativo: raio laser nada mais é que uma radiação eletromagnética visível, que existe por emissão estimulada e segue critérios fixos. Para ser laser, o feixe de luz deve ser estreito (só se propagar em uma direção), altamente concentrado (ou coerente, pois as partículas de luz adotam o mesmo comportamento e direção), monocromático (a luz só apresenta um comprimento de onda, ou seja, uma única cor) e bastante intenso (podendo atingir uma potência de 1000000000000 Watts). A SUPER explicou neste link como ele funciona.
O termo “laser” foi cunhado pela primeira vez em 1959, em um artigo científico intitulado The LASER, Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, publicado pelo físico Gordon Gould. No ano seguinte, em 1960, o primeiro laser foi criado pelo também físico Theodore Harold Maiman. E foi já nessa época que um dos ganhadores do Nobel iniciou a pesquisa que lhe rendeu o prêmio.
As pinças ópticas
Aos 96 anos, Arthur Ashkin é o mais velho ganhador de um Nobel. Seu trabalho premiado começou imediatamente após a invenção do laser em 1960. Como o laser exerce uma leve pressão sobre pequenos objetos, Ashkin percebeu que ele poderia ser usado para manipulá-los sem danificá-los.
Ainda nos anos 60, seus experimentos com esferas de tamanho micrométrico mostraram que partículas foram atraídas para a região de maior intensidade em um feixe de luz. Isso levou a uma maneira de esculpir raios laser capazes de capturar, levitar e mover objetos. Era a criação da famosa pinça óptica.
Agora, esses “dedos” em forma de laser altamente focados podem capturar bactérias, vírus e células vivas. Isso abre caminho para estudos que podem intervir, mas não destruir, na membrana celular ou outras estruturas internas que levariam a morte dos organismos, por exemplo.
Hoje, pinças ópticas são usadas em muitas aplicações, desde a separação de células sanguíneas saudáveis e infectadas até materiais em nanoescala de engenharia. De acordo com a Academia Sueca, as pinças ópticas agora são utilizadas para investigar a “maquinaria da vida”.
Mulheres no Nobel
Um dia depois do escândalo envolvendo um cientista do CERN, que afirmou que as mulheres só podem ser valorizadas na ciência se provarem seu valor (“ganhando um Nobel”, nas palavras dele), Donna Strickland foi lá e recebeu o tão cobiçado prêmio.
Ao lado dos feitos de Ashkin, sua vitória teve grande destaque dentro da premiação. A cientista é a terceira mulher na história a ganhar o Nobel de física. Instituído em 1901, apenas dois dos 198 cientistas laureados foram mulheres: Marie Curie (1903) e Maria Goeppert-Mayer (1963).
A pesquisadora Olga Botner, membro do comitê responsável pelo prêmio, afirmou que “a porcentagem de mulheres nomeadas reflete o número de mulheres na ciência há 20 ou 30 anos, e vem aumentando constantemente ao longo dos anos”. A própria Donna ficou surpresa por estar num grupo composto por apenas outras duas mulheres: “Verdade? É só isso? Achava que tinham sido mais. (…) Precisamos comemorar as mulheres na física, pois estamos aí, e espero que este seja o momento de começarmos a avançar mais rápido neste sentido. Estou honrada em ser uma dessas mulheres.”
Göran K. Hansson, secretário-geral da Real Academia Sueca de Ciências, disse que a instituição está “tomando medidas” para incentivar mais nomeações de cientistas do sexo feminino, “porque não queremos perder ninguém”. Ele ainda acrescentou que essas medidas não afetaram, de maneira alguma, o mérito do prêmio. “É importante lembrar que o Nobel é concedido por descobertas e invenções, todos aqueles que o recebem fizeram grandes contribuições para a humanidade, e é por isso que recebem o prêmio”.
De toda maneira, a vitória de Donna é um marco: a invenção que lhe concedeu o prêmio foi o assunto de sua tese de doutorado – e ela foi reconhecida pelo feito. Em 1974, Jocelyn Bell Burnell, astrofísica britânica da Universidade de Cambridge, Reino Unido, viu o prêmio escapar das mãos. Ela descobriu o primeiro Pulsar (estrela de nêutrons que transforma energia rotacional em energia eletromagnética), mas quem ganhou o Nobel de física pelo feito foi seu supervisor, Antony Hewish, e o astrônomo Martin Ryle.
Esse ano, tanto Donna quanto seu orientador, Gérard Mourou, ganharam o Nobel pela invenção dos lasers “curtos”.
Amplificador de pulsos
Donna e Mourou desenvolveram uma técnica para a obtenção dos pulsos de laser mais curtos e intensos já existentes. Eles desenvolveram uma técnica chamada Chirped Pulse Amplification (CPA, na sigla em inglês). Ela foi descrita em um artigo publicado em 1985, que foi a tese de doutorado da cientista.
A existência de pulsos de laser de curta duração permitiu aos cientistas analisar processos que acabam muito rápido, em um piscar de olhos. Como uma câmera de vídeo que recebe cada vez mais quadros por segundo, esses pulsos podem ser usados para estudar processos em rápida evolução, como a química da fotossíntese.
A aplicação dessa técnica já se vê na prática: um uso comum desses lasers atualmente são as chamadas cirurgias refrativas, na qual oftalmologistas mudam a curvatura da córnea de forma a reduzir ou eliminar a necessidade de óculos para corrigir problemas de visão como a miopia.
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