【テクノロジー解説】レーザーってなに?1964年ノーベル賞の「メーザー・レーザー」から、光で細菌をつかむ「光ピンセット」、目の手術を支える「超短パルスレーザー」(2018年ノーベル物理学賞)まで

プレ男レーザーって、SF映画のビームのイメージしかないんだけど、身近でも使われてるの?

メル美目の手術とか、ネットの光回線にも使われてるって聞いたよ。

こんにちは、Dr. Taro です。 「テクノロジー解説」、今回はレーザーです。1964年と2018年のノーベル物理学賞の公式情報をもとにまとめました。

1964年:「メーザー・レーザー」の原理

• 1964年のノーベル物理学賞は、タウンズ博士と、バソフ博士・プロホロフ博士に、「メーザー・レーザーの原理にもとづく発振器や増幅器の実現につながった、量子エレクトロニクスの分野の基礎研究」に対して贈られました

レーザーが使われているところ

この解説シリーズで紹介してきた技術にも、レーザーが出てきました。

• 光ファイバー通信:1960年代はじめのレーザーの発明が、光ファイバーにとって決定的な一歩だった(2009年ノーベル物理学賞の解説)。光ファイバーってなに?
• ネットの光ケーブル、CDプレーヤー、バーコードの読みとり:半導体のレーザーが使われている(2000年ノーベル物理学賞の発表)
• 重力波の観測:巨大なレーザー干渉計で、原子核より小さい変化をはかった(2017年)。重力波ってなに?

2018年:光で細菌をつかむ「光ピンセット」

2018年のノーベル賞の発表によると、

• アーサー・アシュキン博士は、レーザー光の「指」で、粒子、原子、ウイルス、生きた細胞などをつかむ「光ピンセット」を発明しました
• 光の圧力でものを動かすという、SF の古い夢を実現したものです。レーザー光が小さな粒子を光線の中心に引きよせ、そこにとどめることに成功しました
• 1987年、光ピンセットで生きた細菌を傷つけずにつかまえることに成功し、生命のしくみを調べる道具として広く使われるようになりました

プレ男光で、生きた細菌をつまめるの!?

2018年:目の手術を支える「超短パルスレーザー」

• ジェラール・ムルー博士とドナ・ストリックランド博士は、人類がつくったなかでいちばん短く、いちばん強いレーザーの光(パルス)への道をひらきました(1985年に論文を発表。ストリックランド博士の博士論文の土台)

• 強い光を増幅しようとすると、増幅する材料がこわれてしまうという問題がありました

• 2人は、レーザーのパルスを

  1. 時間的にのばして、ピークの強さを下げ、
  2. 増幅して、
  3. ちぢめる

  という方法を考えました。ちぢめると、同じ小さな空間により多くの光がつまり、強さが一気に上がります

• この「チャープパルス増幅(CPA)」は、高出力レーザーの標準になりました。毎年何百万件も行われている視力矯正の目の手術にも使われています

レーザーは、光ファイバー通信からバーコード、重力波の観測まで、いまの社会を支えています。2018年には、光で細菌をつかむ光ピンセットと、目の手術にも使われる超短パルスレーザーの発明がノーベル賞を受けました。

光の技術つながり

• 光で照明を変えた 青色LED
• 光を電気に変える CMOSセンサー

プレ男「のばして、増幅して、ちぢめる」って、シンプルなのに天才的だね。

メル美SFの夢が、本当に生命の研究に使われてるのがすてき。

レーザーでつくる、電子の動きをとらえる超短い光は、アト秒の光の点滅へ。

光の色を15けたの精度ではかる技術は、光周波数コムへ。

まとめ

• 1964年ノーベル物理学賞:メーザー・レーザーの原理につながる量子エレクトロニクスの基礎研究
• レーザーは、光ファイバー通信、CD・バーコード、重力波の観測などに
• 光ピンセット:レーザー光で細菌やウイルス、細胞をつかむ。1987年に生きた細菌をつかまえた
• チャープパルス増幅(CPA):パルスをのばして→増幅して→ちぢめるで、超短・超強力なレーザー。視力矯正の手術にも
• 2018年ノーベル物理学賞

参考文献

1. NobelPrize.org. The Nobel Prize in Physics 1964 — Summary. https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1964/summary/ (閲覧日:2026年10月5日)
2. The Royal Swedish Academy of Sciences. Press release: The Nobel Prize in Physics 2018. NobelPrize.org. https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2018/press-release/ (閲覧日:2026年10月5日)
3. The Royal Swedish Academy of Sciences. Press release: The Nobel Prize in Physics 2000. NobelPrize.org. https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2000/press-release/ (閲覧日:2026年10月5日)
4. The Royal Swedish Academy of Sciences. The Nobel Prize in Physics 2009 — Information for the public: The masters of light. https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/popular-physicsprize2009.pdf (閲覧日:2026年10月5日)

この記事は一般的な情報提供を目的としたもので、個別の診断・治療に代わるものではありません。 気になる症状や不安がある場合は、医療機関にご相談ください。