את הפרס חולקים השלושה כך שחציו ניתן לארתור אשקין, וחציו מתחלק באופן שווה בין ג'רארד מורו ודונה סטריקלנד.

על חלקם של דונה סטריקלנד וג'ראר מורו, מאת ידיד העמותה, עדי נתן:
לפני שאסביר על מה ולמה דונה סטריקלנד וג'ראר מורו קיבלו את הנובל אני רוצה לפנות לכל הסטודנטיות והתלמידות אי שם בין לימודי התיכון למחקר בדוקטורט. תארי לך, את סטודנטית צעירה באוניברסיטה לא זוהרת  במיוחד, התחלת דוקטורט לא מזמן, ויש איזה בעיה פרקטית שמנסים לפתור במעבדה. לא מדובר בלהוכיח איזה משפט מתמטי מטורף או פיזיקה חדשה. פשוט הלייזרים כל הזמן נשרפים כשמנסים להוציא מהם יותר כח. ואז בא לך רעיון פשוט כזה, טריק, מחוץ לקופסה, בלי משוואות או תורת שדות, פשוט סוג של hacking ללייזר, ואכן זה עובד ואת מוצאת דרך להגביר את עוצמת הפעימה של הליזר אלפי מונים בלי שהוא הורס את הליזר!  את כותבת את המאמר הראשון שלך בחיים ומפרסמת אותו בעיתון דרג ג' בגיל 26 [1].
בגדול, זה מה שקרה לדונה סטריקלנד. הנובל הוא על המאמר הראשון שהיא והמנחה שלה (שהוא גם איש רב-זכויות) כתבו.
היום, אנחנו יודעים שהרעיון הפשוט אך גאוני הזה פתח תחומים שלמים במדע כמו ופיזיקה של אטו-שניות (מיליארדי מיליארדיות השניה),  ואיפשר לפתח טכנולוגיות ברפואה, הנדסה ועוד תחומים שהיריעה קצרה מלתאר. אזכיר רק את הניתוחים להסרת משקפיים בלייזר, את היכולת לעשות עיבוד שבבי בדיוק ננומטרי, לדמות איך אור וחומר "מדברים" ברמה האטומית, ואפילו להאיץ חלקיקים.

ועכשיו לטריק:
לוקחים לייזר שעובד בפעימות (פולסים), כל פולס הוא מאד קצר וחלש. אם ננסה להגביר את הפולסים בשיטות המקובלות, הפולסים המוגברים יהרסו די מהר את הרכיבים האופטיים של הלייזר - מראות, עדשות ועוד [2]. הסיבה היא, שיש גבול לעוצמה הרגעית שחומר יכול לספוג. אז מה עושים? מותחים את הפולס בזמן, וכך מורידים משמעותית את העוצמה הרגעית שלו. לאחר מכן, מגבירים ללא נזק ואז "דוחסים" בחזרה את הפולס המתוח בזמן. התוצאה היא פולסים עם עוצמה רגעית שהם בקלות פי מיליון יותר חזקים. נשמע פשוט נכון?
איך באמת עושים את זה? בוחרים פולס אחד מתוך אלף ומפרידים אותו מהשאר (קצת אלקטרוניקה ואופטיקה עוזרים בזה). במקור, את המתיחה בזמן עשו סטריקלנד ומורו על ידי הכנסה של הפולס לסיב אופטי באורך של 1.4 קילומטר. בתוך הסיב, לאט לאט - במהירות האור בחומר - ה"צבעים" מהם הפולס בנוי מתחילים להיפרד זה מזה כי הם נעים במהירויות שונות. בזכוכית שממנה עשוי הסיב האופטי, הצבע אדום נע מהר יותר מאשר הצבע הכחול (בריק אגב, הם נעים באותה מהירות). מי שלמד קצת פיזיקה מכיר את זה כתופעת הנפיצה (דיספרסיה) [3]. בדיוק בגלל זה, אור לבן מתפרק למרכיביו במעבר דרך מנסרה. התוצאה היא פולס שמתחיל "אדום" ומסיים "כחול" - מרוח פי אלף בזמן.
עכשיו, אפשר להגביר את הפולס המרוח בשיטות הרגילות (נגיד פי אלף) ללא חשש שהעוצמה הרגעית תפגע ברכיבים של הלייזר. שלב הדחיסה נעשה עם מנסרה או סריג, שהם עוד דרך להפריד צבעים במרחב ובזמן. הפולס המוגבר פוגע בסריג, הצבעים השונים שבו מפוזרים לזוויות שונות, ואז באמצעות מראות ועדשות ניתן לשלוט במרחק בו כל צבע עובר, להפוך את הסדר שבו המתיחה קרתה ולדחוס את כל הצבעים לאותו מקום.  
למעשה, היום בעיקר משתמשים בטכניקה דומה גם לביצוע שלב המתיחה, ואין בעיה להגיע לעוצמות רגעיות גבוהות כל כך, שהן מסוגלות לגרום לאלקטרון להפסיק "להרגיש" את גרעין האטום, ולפרק כל דבר.
אז לכל מי שעושה את צעדיו הראשונים בפיזיקה ובמדע בכלל: לפעמים כל מה שצריך זה רעיון פשוט וקצת אלתור ותושיה.

על חלקו של ארתור אשקין, מאת ולרי פרומקין:
ארתור אשקין, פיזיקאי במעבדות בל, קיבל את הפרס על עבודתו בפיתוח המלקחיים האופטיים ויישומם בתחום הביולוגיה. אשקין, בן ה- 96, הוא הזוכה המבוגר ביותר בפרס.
בשנת 1970 פרסם אשקין מאמר אשר ייסד תחום מחקר שלם. במאמרו, הדגים אשקין כיצד ניתן להזיז חלקיקי פלסטיק בגודל של מיקרונים בודדים (מאית מעוביה של שערה) על ידי מיקוד של קרן לייזר דרך עדשה של מיקרוסקופ [4]. במרכזה של קרן הלייזר נוצר שדה חשמלי חזק מאוד, אשר הולך ונחלש ככל שמתקרבים אל שולי הקרן. אפקט זה יוצר כוח הנקרא כוח קרינה על כדור הפלסטיק הנמצא בתוך הקרן, ומכיוון שהכוח פועל ככוח מחזיר - שמושך את החלקיק חזרה לאזור מרכז הקרן - הוא פועל באופן שדומה מאוד לקפיץ. בהמשך אשקין הצליח ללכוד ולהניע גם חלקיקים בגודל של ננומטרים בודדים!
ב-1987, בזמן שערך ניסוי במלקחיים אופטיים, הזדהמה המערכת של אשקין בחיידקים, ואחד החיידקים נלכד בטעות בקרן. בעקבות המקרה, ערך אשקין סדרה של ניסויים עם קרני לייזר באורכי גל שונים, והצליח ללכוד ולהזיז חיידקים ונגיפים שונים מבלי להרוג אותם [5]. ניסויים אלו פרצו את הדרך לשימושים רבים ומגוונים של המלקחיים האופטיים בתחומי הביולוגיה.
ב-1997 קיבל הפיזיקאי סטיבן צ'ו (גם הוא ממעבדות בל) פרס נובל בפיזיקה על תרומתו לפיתוח שיטות קירור אטומים בלייזר. עבודתו של צ'ו התבססה רבות על שיטת המלקחיים האופטיים של אשקין [6], כך שבמידה מסויימת, עבודתו של אשקין הולידה שני פרסי נובל.
---

ד"ר עדי נתן הוא ראש קבוצה במרכז PULSE בסטנפורד ובמעבדת המאיץ הלאומית SLAC, העוסקת בפיתוח שיטות הדמיה אולטרה-מהירות לאטומים ומולקולות באמצעות לייזר X-ray וגם לייזרים כמו אלה שהוזכרו לעיל 🙂  

לקריאה נוספת ומקורות:
פרס הנובל לפיזיקה 2018 - אתר פרסי הנובל
[1] המאמר המקורי של סטריקלנד ומורו (זמין לקריאה, קישור לקובץ pdf)
[2] על לייזר טופולוגי (וגם על איך עובד לייזר רגיל) באתר מדע גדול, בקטנה
[3] על הפרדה של אור לצבעים באתר מדע גדול, בקטנה
[4] מאמר: A. Ashkin, Physical Review Letters, 24, 156-159, 1970.
[5] מאמר: A. Ashkin and J. M. Dziedzic, Science, 235, 1517-1520, 1987.
[6] מאמר:  S. Chu, J. E. Bjorkhom, A. Ashkin and A. Cable, Physical Review Letters, 57, 314-317, 1986.