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 2018年のノーベル物理学賞に決まったのは、米国のアーサー・アシュキン(96)、フランスのジェラール・ムル(74)、カナダのドナ・ストリックランド(59)の3氏。レーザーの応用技術を大きく発展させ、医学や工学など幅広い分野でいま、研究を支えている。

 アシュキン氏が開発したのは「光ピンセット」と呼ばれる技術だ。レーザーによって、細胞やウイルスといった微小な物体を自由自在に動かすことができる。

 大阪市立大の東海林竜也講師(分析化学)によると、光には物をとらえる力があることはわかっていたものの、だれも実証できなかった。アシュキン氏は1970~80年代にかけて、レーザーの光をレンズで集めることで、水溶液中の粒子を自由に動かせることを実証した。

 大阪大の柳田敏雄特任教授(生物物理学)によると、アシュキン氏は顕微鏡でレーザーを当てたバクテリアを見ていて、そこにバクテリアが集まってくるのに気付いた。最初は「バクテリアは光が好きなのか」と思ったが、実は光の屈折でバクテリアをとらえる力が生じ、その場で動けなくなっていたという。

 アシュキン氏の発見が、たんぱく質や分子を壊すことなく、自由に操る技術につながった。筋肉中の分子を操作する研究に使っている大阪大の柳田敏雄特任教授(生物物理学)は「分子やたんぱく質をつかまえることを通して、体の中のことがより分かる。生物物理学の研究者の多くが、いまは光ピンセットを使っている」とその業績をたたえる。

 ムル氏とストリックランド氏が開発したのは「チャープ・パルス増幅法(CPA)」という高強度の超短パルスレーザーの技術だ。レーザーのパルスの幅をいったん広げるなどしてから強度を高める独創的な手法を編み出した。

 東京大物性研究所の板谷治郎准教授は「それまで高強度のパルスを得るには、巨大な施設が必要だった。CPAの登場によって、実験室規模の装置ですむようになった」と話す。

 応用も幅広い。よく知られるのは近視矯正手術(レーシック手術)。京都大先端ビームナノ科学センターの橋田昌樹准教授によると、超短パルスレーザーは切れ味がよく、熱も出にくいので角膜を切るのに適している。また、装置の小型化を見込んで、がんの重粒子線治療の加速器などへの応用も検討されている。

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