A szürkehályog-műtéttől a rákos daganat elpusztításáig: erre is jó lehet a lézer

Talán kevesen tudják, de a lézertechnológia sebészeti felhasználásáról Dr. Ratkay Imola szemészorvos húsz évvel ezelőtt tartotta első előadását. Az általa máig alkalmazott, és a Szegedi Tudományegyetem Általános Orvostudományi Karán oktatott módszerrel ezidáig 19 millió korrekciós szemműtétet végeztek el és 5 millió szürkehályog műtéttel javították embertársaink életminőségét. De mire lehet még jó a lézer?

A lézerkutatás társadalmi hasznosságáról is beszélt a Szegedi Tudományegyetemen tartott előadásában a Nobel-díjas Gérard Mourou, az ELI ötletgazdájaként ismert lézerfizikus.

Nobel-díjas előadó a Szegedi Tudományegyetemen

A nagy intenzitású, ultrarövid lézerimpulzusok létrehozásának kidolgozásáért, több évtizedes kutatómunka elismeréseként ítélték a 2018-as megosztott fizikai Nobel-díjat Gérard Mourou francia fizikusnak és munkatársának, Donna Stricklandnek.

Precíziós bevágások és lyukfúrások: ezt tudja ma a lézertechnológia

Az e témáról írt első, közös tanulmányuk is szerepelt a francia lézerfizikus szegedi egyetemen tartott előadásának prezentációjában. A két kutató cikke bemutatta azt a módszert, amelynek segítségével legyőzték az ultrarövid lézerimpulzusok erősítésében addig fennálló korlátokat. Ez jelentős fordulatot jelentett, mert az ilyen lézernyaláb segítségével precízen és célzottan, csak az adott anyagtartományt érintő beavatkozások – bevágások, lyukfúrások – korát hozta el. Az efféle lézereket nemcsak az iparban – például a mikrogépészetben – hanem az orvoslásban is használják.

Kevesen tudják: magyar szemészorvosnak köszönhetjük, hogy szürkehályog-műtéteket lézerrel végeznek

A Nobel-díjas fizikus kiemelte: a szegedi – az előadóteremben is jelen lévő – Dr. Ratkay Imola szemészorvos húsz éve tartotta első előadását a lézer sebészeti alkalmazásáról. Az általa máig alkalmazott, a Szegedi Tudományegyetem Általános Orvostudományi Karán oktatott módszerrel eddig 19 millió korrekciós szemműtétet végeztek el, 5 millió szürkehályog műtéttel javították embertársaink életminőségét.

Szuperlézer: a szegedi ELI ötletgazdája szintén Gérard Mourou

A „hullámlovas elektronokról”, vagyis Tajima és Dawson 1979-es eredményeiről és módszeréről is szólt előadásában Gérard Mourou. A plazmába belőtt elektronok gyorsításában rejlő lehetőségeket is fölvillantva aláhúzta: ezt alkalmazzák a szuperlézeres berendezésekben. Francia, amerikai és brit kutatócsoportok munkájának eredménye, hogy e berendezések méreteit oly mértékben lekicsinyítették, hogy megépülhetett Csehországban, Magyarországon és Romániában a három részből álló ELI, ahol a fény és az anyag kölcsönhatásának vizsgálata minden eddiginél nagyobb intenzitás mellett válik kutathatóvá. Ennek a hálózatnak a magyarországi része a szegedi ELI-ALPS kutatóközpont.

Merre tovább, lézer?

Gérard Mourou az előadásában arra is kereste a kérdést, hogyan húzhat további praktikus hasznokat a társadalom a lézertudományból.

Ez a lézer jövője: asztrofizikai, űrkutatási forradalom, rák elleni küzdelem, nukleáris hulladékhasznosítás

Saját kérdésére sok-sok példával válaszolt a Nobel-díjas lézerfizikus. Az újfajta lézerek forradalmasíthatják az asztrofizikát, az űrkutatást. Tíz éven belül megépülhet az úgynevezett Higgs-gyár, az elektron-pozitron ütköztető.

A gyógyítást forradalmasíthatja a protonterápiai alkalmazás, mert minden eddiginél precízebben célozható meg és pusztítható el a rákos daganat. A radiológiában hoz fordulatot a nukleáris terápia. Ám az új típusú lézerek leggyümölcsözőbb felhasználási területe az lenne Gérard Mourou szegedi előadása szerint, ha segítségükkel a nukleáris hulladékot hasznos termékké alakítanák.

Mi a lézer?

A legegyszerűbben kifejezve a lézer egy összetartott (koncentrált) fénysugár, azonban a lézerek tekintetében fény alatt bármilyen frekvenciájú elektromágneses sugárzást érthetünk, nem kizárólag csak látható fényt. Ennek megfelelően infravörös sugárzást és ibolyántúli sugárzást kibocsátó lézerek is léteznek.

A lézernek speciális tulajdonsága, hogy a létrejött fény időben és térben koherens, a lézer által kibocsátott hullámok fázisa a sugár minden keresztmetszeténél azonos, a lézernyaláb keskeny és nagyon kis széttartású nyaláb. A lézerfény nagyrészt párhuzamos fénysugarakból áll, nagyon kicsi szóródási szöggel, így nagy energiasűrűség érhető el szűk sugárban, akár nagy távolságokban is. A lézerek energiája kis térrészben koncentrálódik, így a lézerfény teljesítménysűrűsége a megszokott fényforrásokénak sokszorosa lehet. A lézer által kibocsátott hullámok mágneses mezejének iránya állandó, és a lézerek fénye egyszínű. A lézersugár egy olyan elektromágneses hullám, amely közel egyetlen hullámhosszú összetevőből áll.

Az első lézert az amerikai Theodore Harold Maiman fejlesztette ki 1960-ban. 1964-ben Alexander Mihajlovics Prohorov szovjet akadémikus, Charles Hard Townes amerikai és Nyikolaj Gennadijevics Baszov szovjet fizikusnak a lézer és mézer megalkotásához vezető kvantum-elektrodinamikai kutatásért Nobel-díjat kaptak.

Gérard Mourou

Gérard Albert Mourou 1944 június 22-én született Nobel-díjas francia tudós. Tudományos munkásságát az elektrotechnika és a lézer területén fejti ki, korunk egyik legelsimertebb fizikusa. 2018-ban fizika Nobel-díjat kapott Donna Strickland-dal megosztva. A szegedi lézerkutató központ (ELI) ötletgazdája. Díjak, elsimerések: számtalan, a tudományos munkásságát elsimerő díj birtokosa, melyek közül a legrangosabb a 2018-as, megosztott fizikai Nobel-díj.

Borítókép: Illusztráció

Forrás: Shutterstock/Romaset