Με μία τηλεμετάδοση μέσω Διαδικτύου, το μεσημέρι της Τρίτης (6.10.2009), η Σουηδική Ακαδημία Επιστημών ανακοίνωσε τους εφετινούς αποδέκτες του Βραβείου Νομπέλ Φυσικής. Το 10 εκατ. σουηδικών κορονών (περίπου 1 εκατ. ευρώ) βραβείο θα μοιραστούν ο κινεζικής καταγωγής Βρετανός Τσαρλς Κουέν Κάο (κατά 50%) και ο Καναδός Γουίλαρντ Μπόιλ με τον Αμερικανό Τζορτζ Σμιθ (από 25%). Οπως τόνισε ο σουηδός εισηγητής, «το κέρδισαν αυτοί που μας επέτρεψαν να στείλουμε αυτή την εικόνα και τον ήχο στις οθόνες υπολογιστών όλου του κόσμου». Οι δύο συμπαρουσιαστές των βραβείων έσπευσαν να δείξουν τι εννοούσε, στέλνοντας μέσα από ένα γυάλινο καλώδιο μία ακτίνα λέιζερ και δείχνοντας το τι κρύβεται πίσω από τον φακό μιας ψηφιακής φωτογραφικής μηχανής.

Η πρώτη εφεύρεση ήταν το αντίστοιχο της «ανακάλυψης του τροχού» για τις τηλεπικοινωνίες, εκείνη του CCD έκανε για το φως ό,τι και η ανακάλυψη του τρανζίστορ για τον ήχο.

Οταν «το τζάμι ξεθόλωσε»
Χάρη στην έρευνα του 75χρονου σήμερα Κάο, ένα πλέγμα οπτικών ινών διασυνδέει τις ηπείρους του πλανήτη μας και τις πόλεις τους, επιτρέποντας στο Διαδίκτυο και στην ψηφιακή τηλεόραση να φθάνουν σε κάθε σπίτι. Ομως κανείς δεν φανταζόταν κάτι τέτοιο το 1965, τη χρονιά που ο νεαρός ηλεκτρολόγος μηχανικός Τσαρλς Κάο πήρε το διδακτορικό του από το Ιmperial College του Λονδίνου.

Οι επιστήμονες είχαν αρχίσει από το 1957 να πειραματίζονται με τη μετάδοση ακτινογραφιών μέσα από γυάλινους σωλήνες, αλλά διαπίστωσαν με απογοήτευση ότι σε απόσταση μόλις ενός μέτρου το φως έχανε το 80% της ισχύος του! Δηλαδή… υπήρχε ένας «θόρυβος» ισχύος 1.000

dΒ/km, που καθιστούσε την προοπτική ενός γυάλινου καλωδίου μήκους 100 μέτρων πρακτικά αδύνατη. Τι έφταιγε;

Την απάντηση έδωσε την επόμενη χρονιά ο Κάο, έπειτα από σκληρή δουλειά με τον συνάδελφό του στη Standard Τelecommunications Laboratories Ltd. Τζορτζ Χόκχαμ: Η ύπαρξη μεταλλικών ιχνοστοιχείων στη σύσταση του γυαλιού οδηγούσε στο «θόλωμά του». Χρειαζόταν η κατασκευή γυαλιού καθαρού από προσμείξεις μεταλλοστοιχείων, σε βαθμό τέτοιον που ο θόρυβός του να είναι το πολύ 20 dΒ/km. Η εργασία που στοιχειοθετούσε αυτά τα συμπεράσματα δημοσιεύθηκε το 1966, αλλά… οι εξειδικευμένοι μηχανικοί του τομέα την περιγέλασαν. Μόνο τέσσερα χρόνια μετά, όταν η βρετανική βιομηχανία Corning Glass κατόρθωσε να φτιάξει οπτικές ίνες των 20 dΒ/km, όλοι ξαναδιάβασαν την εργασία του Κάο. Από την εστίαση αυτή των προσπαθειών, φτάσαμε το 1979 να έχουμε ίνες των 0,2 dΒ/km, πράγμα που σημαίνει ότι το 63% των ακτίνων φωτός φθάνει στην άκρη ενός σωλήνα μήκους 10 χιλιομέτρων. Φανταστείτε: Είναι σαν να βλέπουμε καθαρά μέσα από ένα τζάμι πάχους 10 χιλιομέτρων!

Το ψηφιακό «καρέ»
Το πρωί της 1ης Οκτωβρίου 1969 ο μηχανικός των Βell Labs Μπιλ Μπόιλ ξύπνησε με την ιδέα να φτιάξει ένα νέο είδος μνήμης για υπολογιστή. Φώναξε το ίδιο απόγευμα τον συνάδελφό του Τζορτζ Σμιθ και άρχισαν να σκιτσάρουν στον μαυροπίνακα τον τύπο του ημιαγωγού που φαντάζονταν. Τον ονόμασαν CCD, από τις λέξεις Charge-Charged Device (Διάταξη Συζευγμένου Φορτίου). Αντί για απλή μνήμη, είχαν μόλις ανακαλύψει έναν τρόπο καταγραφής του φωτός και μετατροπής του σε ψηφιακό σήμα! Δημοσίευσαν την εργασία τους στο Βell SystemΤechnical Journal της 29ης Ιανουαρίου 1970 και… από τότε η επεξεργασία της εικόνας σταμάτησε να απαιτεί σκοτεινό θάλαμο.

Σήμερα, όχι μόνον οι φωτογραφικές μηχανές που έχουμε όλοι μας, αλλά και κάθε ηλεκτρονικό μικροσκόπιο ή δορυφορικό τηλεσκόπιο κρύβει μέσα του ένα «τσιπάκι CCD».

Οι Μπόιλ και Σμιθ άνοιξαν, κυριολεκτικά, τα μάτια της επιστήμης!

Ποιοι είναι οι βραβευθέντες
ΤΣΑΡΛΣ ΚΑΟ

Γεννημένος το 1933 στη Σανγκάη, αποφοίτησε ως ηλεκτρολόγος μηχανικός το 1957 από το Woolwich Ρolytechnic της Αγγλίας και πήρε το διδακτορικό του το 1965 από το Ιmperial College του Λονδίνου. Εργάστηκε στη Standard Τelephones and Cables και στην ΙΤΤ.

Εγινε αντιπρύτανης του Κινεζικού Πανεπιστημίου του Χονγκ Κονγκ και διευθύνων σύμβουλος της εταιρείας Τranstech. Σήμερα είναι πρόεδρος της ΙΤΧ Services.

ΓΟΥΙΛΑΡΝΤ ΜΠΟΪΛ

Γεννήθηκε το 1924 στη Νέα Σκωτία του Καναδά.

Αεροπόρος κατά τον Β΄ Παγκόσμιο Πόλεμο, σπούδασε Φυσική στο Πανεπιστήμιο ΜcGill.

Το διδακτορικό του το πήρε το 1950 και εργάστηκε για ένα έτος στο καναδικό Εργαστήριο Ακτινοβολίας. Το 1953 προσελήφθη στα Βell Labs, όπου και εφηύρε το λέιζερ ρουβιδίου το 1962. Επειτα από αυτό έγινε επικεφαλής της θυγατρικής Βellcom για το διαστημικό πρόγραμμα Αpollo, επί διετία. Επέστρεψε στα Βell Labs και έγινε διευθυντής Ερευνας, ως το 1979 που συνταξιοδοτήθηκε.

ΤΖΟΡΤΖ ΣΜΙΘ

Γεννήθηκε το 1930 στις ΗΠΑ και σπούδασε Φυσική στο Πανεπιστήμιο της Πενσυλβανίας. Το 1959 πήρε το διδακτορικό του από το Πανεπιστήμιο του Σικάγου και προσελήφθη στα Βell Labs. Το 1964 έγινε διευθυντής του Device Concepts Department, όπου και συνεργάστηκε με τον Μπόιλ για την κατασκευή του πρώτου CCD. Οταν συνταξιοδοτήθηκε, το 1986, ήταν πλέον επικεφαλής του VLSΙ Device Department.

Πρόσφατα… ολοκλήρωσε τον περίπλου της Γης με το ιστιοπλοϊκό του σκάφος «Αpogee».