פרס נובל לפיזיקה יוענק השנה לחלוצים בתחום התקשורת האופטית וחיישני ה-CCD

האקדמיה המלכותית השבדית למדעים החליטה להעניק את פרס נובל בפיזיקה לשנה זו לפרופ' צ'ארלס קאו, פרופ' ויליארד בוייל ופרופ' ג'ורג' סמית. לדברי ועדת הפרס, הזוכים תרמו, בנפרד, לשני הישגים מדעיים שסייעו לעצב את התשתית לחברת הרשת של היום, בכך שפיתחו כלים חדשים למחקר המדעי וכן כאלה המשפיעים על חיי היום-יום שלנו.

קאו, חוקר במעבדות תקינת התקשורת בהארלו, בריטניה, ובאוניברסיטה הסינית של הונג קונג, זכה בפרס "על הישגים פורצי דרך בהעברת אור בסיבים אופטיים לתקשורת אופטית", לשון הוועדה. בשנת 1966 הוא חישב כיצד ניתן להעביר אור על פני מרחקים גדולים באמצעות סיבים אופטיים העשויים מזכוכית. הפיתוח הזה אפשר להעביר אותות אור על פני מאה קילומטרים. עד אז, ניתן היה לעשות זאת באמצעות כבלים, עד למרחק של 20 מטרים בלבד.

בזכות התגלית הזו, שהחלה להיות מיוצרת בייצור המוני ארבע שנים לאחר גילויה, מאפשרים כיום הסיבים האופטיים להעביר את כל התקשורת ולקיים את החברה המקושרת שבה אנו חיים. ניתן למצוא אותה כיום בכל תעבורת האינטרנט, הטלפוניה, תמונות, טקסטים ווידיאו, וכל זאת – בכל חלקיק שנייה.

יצוין, כי אילו היינו מודדים את אורכם המצטבר של הסיבים האופטיים המקיפים את העולם, התוצאה הייתה למעלה ממיליארד קילומטרים. אורך זה גדל במספר אלפי קילומטרים בכל שעה, ונכון לעכשיו – מספיק כדי להקיף את כדור הארץ 25 אלף פעמים.

המחצית השנייה של הפרס תחולק בין בוייל וסמית, חוקרים במעבדות בל בניו-ג'רזי. הפרס יוענק להם עבור החדשנות שהביאו הגילויים שלהם לתחום ההדמיה על מעגלים של מוליכים למחצה – חיישני ה-CCD (ר"ת Charge-Coupled Device).

השניים פיתחו ב-1969 את חיישן ה-CCD המשתמש באפקט הפוטואלקטרי. בתיאוריה זו עסק אלברט איינשטיין, וזכה בגינה בפרס נובל ב-1921. באמצעות אפקט זה, האור הופך לאותות חשמליים.

ה-CCD הוא העין האלקטרונית של המצלמות הדיגיטליות. חיישן זה גרם למהפכה בענף הצילום, משום שניתן ללכוד עמו את האור בדרך אלקטרונית, במקום על פילם. טכנולוגיה זו אף משמשת ביישומים רפואיים רבים, למשל צילום בתוך גוף אדם, אבחון וסיוע לניתוחים. יתר על כן, בתחומי מחקר מסוימים, אין לצילום הדיגיטלי תחליף, שכן ה-CCD סיפק יכולות חדשות לצפות בדברים שקודם היו נסתרים.