PGS.TS Trung khá bất ngờ, bởi giải dành cho nhóm nhà khoa học người Pháp (Gerard Mourou), Canada (Donna Strickland) vì nghiên cứu “phương pháp tạo xung quang học cường độ cao cực ngắn” chưa được biết đến nhiều ở ngoài lĩnh vực nghiên cứu hẹp này. Còn đối với giải dành cho nhà khoa học Mỹ vì nghiên cứu “kẹp quang học và ứng dụng trong các hệ thống sinh học”, PGS.TS Trung nghĩ đáng ra phải được trao giải Nobel từ lâu.
Bởi Arthur Ashkin đã nghiên cứu công nghệ này từ những năm 70, đến nay ông 96 tuổi mới được giải. Trong khi đó, đồng nghiệp là Steven Chu phát triển từ nghiên cứu “kẹp quang học” và đã đạt giải Nobel vào năm 1997 với công trình “Phát triển phương pháp làm lạnh và bẫy nguyên tử bằng laser”.
Việc cộng đồng khoa học thế giới trao giải thưởng Nobel Vật lý cho 2 công trình nghiên cứu ở lĩnh vực laser năm nay thể hiện sự đánh giá rất cao của họ về lĩnh vực này.
Chúng ta cần hiểu rõ, laser tuy chỉ là một lĩnh vực nghiên cứu trong Vật lý nhưng đã trở thành công cụ hữu ích cho rất nhiều lĩnh vực khác nhau: Sinh học, Y học, Công nghệ thông tin...
Do đó, hai công trình nghiên cứu này có ý nghĩa rất lớn không chỉ về mặt khoa học công nghệ mà còn về mặt ứng dụng.
Về công trình thứ nhất - “kẹp quang học”, ta dùng một chùm laser hội tụ tạo ra một cái giá để giữ các vật thể vi mô (kích thước micrômét – 10-6m, nanômét – 10-9m) tại các điểm hội tụ của chùm laser. Sau đó, dịch chuyển chùm laser hội tụ thì đồng thời ta có thể dịch chuyển vật thể đang kẹp giữ.
Phương pháp này đòi hỏi phải tiến hành trong môi trường lỏng (dung dịch) và không khí. Chẳng hạn ở môi trường lỏng, để nghiên cứu tính đàn hồi của màng tế bào, cấu trúc nội tại của tế bào, tương tác bên trong tế bào.
Hiện nay phương pháp này được ứng dụng phổ biến khi nghiên cứu công nghệ nano, dùng để tạo ra anten nano...
Về công trình thứ hai – “tạo xung quang học cường độ cao cực ngắn”. Đây là một tiến bộ, tạo ra bước nhảy vọt về mặt công nghệ khi tạo ra được các chùm laser công suất cao.
Trước đây (khoảng những năm 80 của thế kỷ trước), để tạo ra chùm laser công suất cao, người ta bắn chùm laser qua một môi trường khuếch đại. Tuy nhiên, phương pháp này không ổn, bởi môi trường khuếch đại sẽ bị phá hủy do công suất của chùm laser quá cao (có thể lên tới 109W).
Từ đó, có một vấn đề đặt ra là, muốn công suất cao hơn thì phải làm như thế nào. Lúc đó, nhóm của Gerard Mourou và Donan Strickland đã nghĩ ra phương pháp tạo xung quang học cường độ cao cực ngắn.
Với phương pháp này, để tạo ra chùm laser công suất cao thay vì thực hiện như 2 bước trước đó, ta phải thực hiện 3 bước: Giãn xung, khuếch đại, nén xung. Điều này làm cho môi trường khuếch đại không bị phá hủy mà ta vẫn tạo ra được chùm laser công suất cao.
Do đó, nghiên cứu trên có thể ứng dụng trong nghiên cứu cơ bản: Tương tác của vật liệu, tương tác của nguyên tử, phân tử với các xung sáng cường độ cao... để tạo ra các chùm laser có công suất rất cao dùng để mô phỏng các môi trường vật chất đặc biệt (vụ nổ sao siêu mới, sự kiện xảy ra trong lõi các ngôi sao), mô phỏng vụ nổ hạt nhân mà không cần phải cho nổ bom thật.
Ở Việt Nam hiện nay, kẹp quang học là công nghệ rất cao, chúng ta cũng đã bắt đầu phát triển. Viện Vật lý cũng đang xây dựng một hệ kẹp quang học dùng để nghiên cứu các đối tượng đơn hạt kích thước thước micrômét (10-6m), nanômét (10-9m)... có thể ứng dụng để nghiên cứu trong nghiên cứu công nghệ nano. Hơn nữa, ta có thể dùng để ứng dụng vào Sinh học – nghiên cứu tế bào, phân tử sinh học như ADN.
Về phương pháp tạo xung quang học cường độ cao cực ngắn, chúng ta cũng đã ứng dụng được. Viện Vật lý cũng đã xây dựng hệ khuếch đại xung cực ngắn thông qua phương pháp kể trên. Mục tiêu đặt ra là tạo ra xung laser ngắn có cường độ cao để nghiên cứu vật liệu, tương tác của trường bức xạ với vật chất.
Tuy nhiên, do điều kiện nghiên cứu của nước ta còn hạn chế so với nước ngoài nên ứng dụng của hai nghiên cứu này vẫn bị giới hạn ở nghiên cứu cơ bản, còn chuyển sang ứng dụng vào thực tiễn thì chưa có nhiều.