“Hãy cho tôi một điểm tựa, tôi sẽ nhấc bổng trái đất lên” là câu nói nổi tiếng của Archimedes (287-212 trước Công Nguyên). Ổng là một nhà toán học, nhà vật lý, nhà phát minh huyền thoại người Hy Lạp. Hình của Archimedes được in ở mặt trước của Huy chương Fields, giải thưởng danh giá được coi là “Nobel Toán học” (vì giải Nobel không bao gồm lĩnh vực toán học), được Hiệp hội Toán học quốc tế (IMU: International Mathematical Union) trao 4 năm một lần cho những nhà nghiên cứu nổi bật.
Ơ-rê-ca (Eureka, nghĩa tiếng Việt là “tìm ra rồi”) là một giai thoại nổi tiếng về cách ra đời của “lực đẩy Archimedes” và của mục.. này.
Ngày 16-5-1960, tại Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Hughes ở Malibu, California, nhà vật lý và kỹ sư người Mỹ Theodore H. Maiman đã làm nên lịch sử khi chế tạo thành công tia laser hoạt động (working laser) đầu tiên trên thế giới.
Nền tảng lý thuyết cho phát minh ấy đã được hình thành từ trước từ đầu thập niên 1950, hai nhà khoa học lớn Charles H. Townes và Arthur L. Schawlow đã tìm ra nguyên lý khuếch đại bức xạ cưỡng bức, khởi nguồn bằng maser (Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation) và sau đó mở rộng sang miền ánh sáng khả kiến – chính là laser. Bài báo công bố năm 1958 của họ trở thành viên gạch đầu tiên trong hành lang lý thuyết dẫn đến thiết bị laser.
Vào năm 1960, Maiman sử dụng tinh thể ruby (oxit nhôm pha tạp ion crom) để tạo ra chùm ánh sáng đỏ với bước sóng 694,3 nm. Ánh sáng này có đặc tính đơn sắc (một bước sóng), đồng pha (sóng ánh sáng đồng bộ), và đồng hướng (truyền thẳng theo một hướng). Bất chấp sự nghi ngờ từ cộng đồng khoa học rằng ruby không phải vật liệu lý tưởng, Maiman đã chứng minh điều ngược lại, mở cánh cửa cho một kỷ nguyên công nghệ hoàn toàn mới. Trong vòng vài năm, hàng loạt laser khác như helium-neon, CO2, Nd:YAG lần lượt ra đời, mở rộng phạm vi ứng dụng từ y học, quang học, công nghiệp cho tới quân sự và không gian…
Phát minh của Maiman được cấp bằng sáng chế Hoa Kỳ số 3,353,115 vào năm 1967. Song song với vinh quang, Maiman cũng đối mặt với những tranh chấp pháp lý dai dẳng hàng chục năm về quyền sở hữu trí tuệ. Đặc biệt là với nhóm của Gordon Gould – người đã đặt ra thuật ngữ “laser” và có các bản thảo ý tưởng từ cuối những năm 1950 nhưng không kịp nộp bằng sáng chế.
Tia laser (viết tắt của Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) là một trong những phát minh đa năng nhất thế kỷ 20. Giải Nobel Vật lý năm 1964 được trao cho Townes, Basov và Prokhorov vì công trình lý thuyết về maser và laser. Arthur Schawlow, dù không nhận Nobel năm 1964, được vinh danh vào năm 1981 cho đóng góp trong quang phổ laser. Việc Maiman không được trao Nobel gây tranh cãi, vì nhiều người cho rằng Ủy ban Nobel ưu tiên lý thuyết hơn ứng dụng thực tế. Dù vậy, Maiman được vinh danh qua nhiều giải thưởng, như Giải Wolf Vật lý (1983/84), được coi là người tiên phong trong lĩnh vực quang học.
Sau cùng, có lẽ sự công nhận lớn nhất cho Maiman là hàng tỷ tiếng “bíp” vang lên mỗi ngày. Ánh sáng thường chỉ soi – nhưng laser là thứ ánh sáng biết cắt, biết khắc, và biết… tính tiền.
Charles H. Townes, Arthur L. Schawlow, Theodore H. Maiman
