Donna Theo Strickland, scienziata canadese, 62 anni, riceve il premio Nobel per la Fisica nel 2018 per aver inventato, con il professor Mourou, l’amplificazione a impulsi chirp per laser. È la terza donna ad aver ricevuto il massimo riconoscimento per la Fisica.
È nata il 27 maggio 1959 a Guelph in Canada. Conosciuta come una donna piena di energia, ha dichiarato di essere stata in dubbio, in passato, se dedicarsi all’ingegneria o alla fisica. Consegue un master in fisica ingegneristica presso la McMaster University nel 1981 e completa un dottorato di ricerca in ottica presso l’Università di Rochester nel 1989, per cui elabora una tesi sullo Sviluppo di un laser ultra luminoso e un’applicazione alla ionizzazione multifotone. Relatore sarà il fisico francese Gérard Mourou.
Durante gli anni alla Mc Master University nell’Ontario è attratta da un corso sui laser, ma in particolar modo dal fatto che «fossero molto divertenti». Approfondisce l’argomento fino al dottorato. Le fu affidato di sviluppare l’idea del collega Gerard Mourou: espandere l’impulso di luce laser, amplificarlo e infine comprimerlo. Un processo che permette di produrre un impulso di potenza più elevata. Dopo i primi insuccessi, raggiunge l’obiettivo: tramite l’utilizzo di un cavo in fibra ottica lungo 1.4 chilometri riesce a espandere gli impulsi laser.
Dal 1988 al 1991, Donna Theo Strickland è stata assistente di ricerca presso il National Research Council Canada, dove ha lavorato con Paul Corkum nella sezione Ultrafast Phenomena, che all’epoca deteneva il primato di aver prodotto il laser a impulso corto più potente. Successivamente ha fatto parte del dipartimento laser del Lawrence Livermore National Laboratory, dal 1991 al 1992, e poi è diventata tecnica di laboratorio presso l’Advanced Technology Center for Photonics and materials opto electronic dell’Università di Princeton.
Attualmente è professoressa di Fisica Ottica presso il Department of Physics and Astronomy dell’University of Waterloo in Canada, dove continua a studiare le tecniche laser ultraveloci, corte e ad alta intensità. Era una professoressa associata quando le è stato assegnato il Premio. Nell’Ottobre 2018 ha detto alla BBC di aver presentato domanda ed essere stata promossa come professoressa ordinaria presso l’Università di Waterloo.
È membro del The Optical Society, dove ha ricoperto la carica di vicepresidente dal 2011 al 2013, anno in cui è diventata presidente. È membro pure della National Academy of Sciences degli Stati Uniti d’America. Nel 2021 viene nominata membro ordinario della Pontificia Accademia delle Scienze da Papa Francesco.
Donna Theo Strickland è sposata con Douglas Dykaar, che ha conseguito un dottorato in ingegneria elettrica presso l’Università di Rochester. Hanno due figli: Hannan, laureata in astrofisica presso l’Università di Toronto e Adam, studente di commedia presso l’Humber College. È un membro attivo della Chiesa unita del Canada. Inoltre, nel 2019 è stata nominata Companion of the Order of Canada, una delle più prestigiose onorificenze civili del Canada.
Nel 2018, riceve il Premio Nobel per la Fisica per «il suo metodo per generare gli impulsi laser più brevi e intensi creati dall’umanità», come recitava la motivazione del premio, insieme a Gérard Mourou a Arthur Ashkin.
Il lavoro sulla tecnica di amplificazione alla deriva di frequenza inizia come parte del suo dottorato. Processo attraverso cui un impulso di radiazione elettromagnetica viene amplificato in tre fasi: nella prima fase la durata dell’impulso viene dilatata utilizzando un sistema ottico dispersivo (reticoli e fibre ottiche) in cui le diverse componenti cromatiche che compongono l’impulso percorrono cammini ottici di diversa lunghezza. Questo processo separa i diversi colori all’interno dell’impulso, risultando chirped, ossia con una frequenza che varia tra il fronte e la coda. Nella seconda fase l’energia dell’impulso viene amplificata in un opportuno mezzo materiale. Per esempio, nel caso di impulsi laser in un cristallo cui viene congruamente somministrata energia dall’esterno. Nella terza fase, l’impulso così amplificato ripercorre al contrario il percorso compiuto nella prima fase. Ciò porta a una riduzione dell’impulso amplificato e, di nuovo a parità di energia, a un corrispondente aumento dell’intensità dei campi. Cioè, il processo di decompressione e di compressione permette di variare la potenza a energia costante. La tecnica nell’ultimo decennio ha trovato applicazioni nel campo dei laser di potenza, permettendo di amplificare impulsi ultrabrevi, fino a durate dell’ordine delle decine di femtosecondi (10−15 s) e con lunghezze d’onda dell’ordine dei micrometri, fino a potenze dell’ordine dei petawatt (1015 W). L’impulso viene quindi ricompresso per raggiungere intensità che l’amplificazione convenzionale non consentirebbe.
I risultati delle ricerche di Strickland hanno permesso di studiare in modo innovativo e preciso oggetti di dimensioni minuscole. Le applicazioni riguardano numerosi campi, dall’industria alla biomedicina. Nel campo medico, questa tecnica contribuisce a nuovi progressi nella chirurgia refrattiva dell’occhio e nel trattamento della cataratta e della miopia. L’amplificazione a impulsi chirp per laser, impulsi ottici ultracorti e ad alta intensità con i laser che vengono utilizzati in interventi di chirurgia oculistica correttiva eseguiti ogni anno in tutto il mondo.
Strickland ha condiviso il Nobel con i colleghi Ashkin e Mourou per aver dato origine a una rivoluzione della fisica del laser. Ai tre ricercatori è stato consegnato un premio di nove milioni di corone (più di un milione di dollari circa) di cui la metà viene consegnata a Ashkin. Arthur Ashkin ha il merito di aver perfezionato le “pinzette ottiche’’, trappole per la luce che consentono di manipolare oggetti di dimensioni minuscole, avvalendosi solo della luce come unico strumento, come atomi, molecole e cellule biologiche.
A Donna Theo Strickland e Gèrard Mourou è stata riconosciuta l’invenzione del metodo «per generare gli impulsi laser più brevi e intensi creati dall’umanità». Hanno reso il laser più eclettico, con la produzione di impulsi ultra-brevi.
In tutta la storia dei Nobel, Donna Theo Strickland è la terza ad aver ricevuto la prestigiosa onorificenza in Fisica dopo Marie Skłodowska Curie, nel 1903, per le ricerche sulla radioattività e dopo la scienziata americana Maria Goeppert Mayer, 1963, premiata per le sue scoperte sul nucleo degli atomi. Dopo la dichiarazione, commenta: «Dobbiamo ovviamente celebrare le donne fisiche, perché sono là fuori. Speriamo che nel tempo inizieranno a crescere a un ritmo più veloce». La sua stessa carriera costituisce un esempio per altre donne impegnate nel campo della fisica e ha lavorato per portare sempre più scienziate nel suo dipartimento a Warerloo. Si tratta di un riconoscimento significativo se pensiamo al fatto che si creda che le donne siano meno inclini alla scienza rispetto agli uomini. Donna Theo Strickland, insieme a due uomini, ha dimostrato l’esatto contrario, dicendo al Guardian: «Non mi vedo come una donna nella scienza. Mi vedo come una scienziata!»
Qui le traduzioni in inglese, francese e spagnolo.
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Articolo di Alessia Carofiglio
Nasce a Bari, dove si laurea in Lettere. In seguito consegue una laurea magistrale in Media, comunicazione digitale e giornalismo presso La Sapienza a Roma. Grande ammiratrice della potenzialità della parola come colonna portante della comunicazione. Tra i suoi interessi ci sono le lingue straniere, la scrittura e la comunicazione.
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