Tartu ülikooli füüsika instituudis kaitses Peeter Piksarv doktoritöö ülilühikeste valgusimpulsside tekitamisest ja mõõtmisest. Füüsikast kaugel seisjaid see just kihelema ei pane, ent uued teadmised võivad meie elu märkimisväärselt muuta.
Valgusimpulsside uurija valgustab teadust
3. oktoober 2013, 13:41
Juhime tähelepanu, et artikkel on rohkem kui viis aastat vana ning kuulub meie arhiivi. Ajakirjandusväljaanne ei uuenda arhiivide sisu, seega võib olla vajalik tutvuda ka uuemate allikatega.
Mäletate, kuidas Postimees mõni aasta tagasi õhinaga kirjutas, et Tartu füüsikud püüavad esile kutsuda musta auku? Toonases teadusrühmas lõid aktiivselt kaasa ka Peeter Piksarv ja tema doktoritöö juhendaja Peeter Saari, füüsikalise optika labori juhataja.
Nüüd, juba doktorina, Peeter Piksarv vaid muigab toonaste pealkirjade üle, sest luua ei püütud mitte musta auku, vaid ikkagi selle optilist analoogi.
«Matemaatika protsesside taga on sarnane ning analoogide abil saab uurida lähemalt protsesse ja nähtusi, mis muidu ei ole käeulatuses või laboritingimustes tekitatavad,» selgitas teadlane.
Musta augu optilist analoogi on nüüdseks küll maailmale tutvustanud hoopis konkureeriv, peamiselt Itaalia päritolu töörühm, ent ka Piksarv uuris septembris kaitstud doktoritöös ühe osana just neidsamu valgusimpulsse, mida kasutatakse ka musta augu optilises mudelis.
Sisend teistele füüsikutele
Lühidalt öeldes uuris Piksarv, kuidas tekitada ja mõõta ülilühikesi valgusimpulsse ning kuidas need võivad ka mööda kõverjoont levida.
Doktoritöö tulemustest pakub rohkem huvi aga hoopis see, mida uute teadmistega teha saab.
«Minu doktoritöö tulemused on sisend teistele füüsikutele ja inseneridele – neile, kes tegelevad rakendusuuringutega,» kommenteeris Piksarv tehtud tööd.
Ta tõi näite fotograafiast: pildistataval oleks meeldivam, kui fotoaparaadi välklamp oleks hajutatud pikema aja peale, sest nii pimestaks see modelli vähem.
«Kui tahad laseriga midagi lõigata, on vaja, et valgusimpulss püsiks lühikeses ajahetkes ja paiskaks lõigatava materjali kiirest välja,» lisas ta teise näite.
Peale materjalitööstuse kasutatakse ülilühikesi valgusimpulsse ka silmakirurgias. «Praegu veel mitte küll nii lühikesi, kui mina uurisin,» täpsustas Piksarv.
Kirurgias on tähtis, et operatsioonil kasutatav laserimpulss oleks väga lühike ja seda oleks võimalik suunata täpselt õige koha peale, ilma et see hajuks ja kahjustaks kõrval olevaid kudesid.
Ühe võimalusena näebki Peeter Piksarv, et tema uuritud ülilühikesi valgusimpulsse oleks võimalik kasutada silmakirurgias ja uute teadmiste põhjal loodud seadmed oleksid täpsemad, odavamad ja lihtsamad.
Arvutid veelgi kiiremaks
Teoreetilise ja eksperimentaalse töö käigus lõi Peeter Piksarv teadmisi, mida saaks kasutada ka klaasi, teemandi ja räni lõikamiseks üliväiksel skaalal nii, et materjali serv jääks kumer. Tõsi, seda on võimalik teha juba nüüdki, ent uute teadmistega on seda tehnoloogiat võimalik veelgi täiustada ja rakendada paremini ka näiteks lameekraanide tootmises.
Räni kasutatakse laialdaselt mikroelektroonikas ja fotoonikaseadmetes, näiteks optilistes arvutites ja optilises andmesides.
Peeter Piksarv ei pea sugugi võimatuks, et tänu tema uurimistulemustele on teistel füüsikutel ja inseneridel võimalik muuta arvutid veelgi kiiremaks ning elektrit säästvamaks.
Peale selle on võimalik Piksarve doktoritöö tulemusi rakendada ka mikroskoopias. «See tähendab, et tulevikus on võimalik spetsiaalse mikroskoobi all vaadelda suuremaid objekte kui seni,» selgitas teadlane.
Praegu peab leidma kompromissi lahutusvõime ja vaadeldava objekti suuruse vahel, tänu Peeter Piksarve tööle võib tulevikus olla võimalik sama detailsusega vaadata suurendusseadme all kümme või isegi sada korda suuremaid objekte. Näiteks mõnd suuremat mikroorganismi või isegi tervet aju.
«Selleks peavad füüsikud veel muidugi natuke tööd tegema,» rõhutas Peeter Piksarv.
Arvamus
Peeter Saari
Peeter Piksarve doktoritöö juhendaja
Peeter Piksarve töö üks kahest oponendist professor oli Kishan Dholakia Šotimaalt St. Andrewsi ülikoolist. Tema veerandsajaliikmelisel uurimisrühmal on väga suur rahvusvaheline tuntus.
Tunnustavas oponendikõnes avaldas ta hämmastust, et doktorant on avaldanud nii palju artikleid prestiižseimates optikaajakirjades.
Piksarve dissertatsioonile otsustas kaitsmisnõukogu anda kõrgeima hinde, mida üldiselt tehakse väga harva.