Το 1966, ο Τσαρλς Κάο, ένας επιστήμονας που γεννήθηκε στη Σαγκάη και εγκαταστάθηκε στο Λονδίνο, έκανε μια ανακάλυψη που θα έγραφε ιστορία: κατάφερε για πρώτη φορά να στείλει φωτεινά σήματα μέσω μιας λεπτής ίνας από γυαλί. Στο εργαστήριο του Κάο, το σήμα ταξίδεψε μόλις 20 μέτρα. Σήμερα, οπτικές ίνες από εξαιρετικής καθαρότητας γυαλί μπορούν να διαδώσουν φωτεινά σήματα σε απόσταση της τάξης των εκατό χιλιομέτρων, συνδέοντας τηλέφωνα, φαξ και ηλεκτρονικούς υπολογιστές - πραγματικό νευρικό δίκτυο των τηλεπικοινωνιών στο «Παγκόσμιο Χωριό» της εποχής μας.
Ενα τρίτο του αιώνα αργότερα, ο κινεζικής καταγωγής, Βρετανός επιστήμονας τιμήθηκε για την επαναστατική του ανακάλυψη με το βραβείο Νομπέλ Φυσικής. Θα το μοιραστεί, όπως ανακοίνωσε χθες η σουηδική Ακαδημία Επιστημών, με άλλους δύο επιστήμονες, οι οποίοι έβαλαν επίσης ακρογωνιαίους λίθους στο επιβλητικό οικοδόμημα των σύγχρονων τηλεπικοινωνιών. Πρόκειται για τους Αμερικανούς φυσικούς Oυίλαρντ Μπόιλ και Τζορτζ Σμιθ, οι οποίοι επινόησαν ένα «απεικονιστικό κύκλωμα ημιαγωγών»- τον λεγόμενο αισθητήρα CCD, που έκανε δυνατή την εμφάνιση των ψηφιακών φωτογραφικών μηχανών.
Αμφότερα τα επιτεύγματα, που εξασφάλισαν την ανώτατη επιστημονική βράβευση στους τρεις νέους νομπελίστες, ανήκουν στη σφαίρα της άμεσα «ωφέλιμης», πειραματικής Φυσικής.
Δεν θα ήταν δυνατά, ωστόσο, αν δεν είχε προϋπάρξει η μεγάλη θεωρητική επανάσταση της Κβαντικής Φυσικής, η οποία έκανε δυνατή την αποκρυπτογράφηση της περίπλοκης αλληλεπίδρασης ανάμεσα στο φως (ή, γενικότερα, την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία) και τη συνηθισμένη ύλη. Το θεωρητικό υπόβαθρο πίσω από την εφεύρεση των Μπόιλ και Σμιθ είχε τεθεί, σε μεγάλο βαθμό, από τον Αϊνστάιν το 1905, με την ιστορική μελέτη του για το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο (εκπομπή ηλεκτρονίων από μεταλλική επιφάνεια που φωτίζεται), η οποία θα του χάριζε το Νομπέλ Φυσικής το 1921, έχοντας στο μεταξύ συμβάλλει καταλυτικά στη διαμόρφωση της Κβαντομηχανικής.
O αισθητήρας CCD
Οι δύο φυσικοί επινόησαν τον αισθητήρα CCD στα εργαστήρια Μπελ του Νιου Τζέρσι, το 1969. Η εφεύρεσή τους επέτρεψε να αποτυπώνονται τα οπτικά σήματα όχι στο σύνηθες φωτογραφικό φιλμ, αλλά πάνω σε ημιαγωγούς, σε ηλεκτρονικές διατάξεις μνήμης, αφού μετατραπούν σε ψηφιακή μορφή. Σήμερα, αισθητήρες τύπου CCD ή παραλλαγές τους βρίσκονται πίσω από τις ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές και τις μικροσκοπικές κάμερες των κινητών τηλεφώνων μας.
«Χωρίς την τεχνολογία CCD δεν θα είχαμε δει τις εκπληκτικές διαστημικές εικόνες που τράβηξε το διαστημικό τηλεσκόπιο Χαμπλ, ή τις φωτογραφίες της ερυθράς ερήμου από τον γειτονικό μας Αρη», τονίζεται στη σχετική ανακοίνωση της σουηδικής Ακαδημίας Επιστημών, που απονέμει το Νομπέλ Φυσικής. Η ίδια τεχνολογία χρησιμοποιείται σε πολλές ιατρικές εφαρμογές, όπως η λαπαροσκόπηση.
Ακόμη περισσότερο θεμελιακή είναι η επίδραση των οπτικών ινών στην καθημερινή μας ζωή. Ολες οι ευρυζωνικές επικοινωνίες, συμπεριλαμβανομένων εκείνων στο Διαδίκτυο, στηρίζονται σε αυτή την ανακάλυψη. Τα ηλεκτρικά ρεύματα που μεταφέρουν την πληροφορία (κείμενο, εικόνα, ήχο, πρόγραμμα υπολογιστή κ.α.) μετατρέπονται σε φως, το οποίο μεταδίδεται με μεγαλύτερη ταχύτητα και αξιοπιστία μέσω των οπτικών ινών, μέχρι να φτάσουν στον αποδέκτη. Για την ανακάλυψή του αυτή, ο Κάο θα εισπράξει το μισό της χρηματικής αμοιβής που αντιστοιχεί στο βραβείο Νομπέλ (δέκα εκατομμύρια κορώνες ή 1,4 εκατομμύριο ευρώ), ενώ το άλλο μισό θα μοιραστούν οι δύο Αμερικανοί συνάδελφοί του.
(Από την εφημερίδα Η ΚΑΘΗΜΕΡΙΝΗ, 07/10/2009)