Deze onbezongen wetenschapper is de vader van de glasvezeloptica!
Charles Kuen Kao, een in Shanghai geboren wetenschapper, kreeg de helft van de Nobelprijs voor de natuurkunde 2009 voor zijn baanbrekende werk op het gebied van glasvezelcommunicatie.
“In 1966 deed Charles K. Kao een ontdekking die leidde tot een doorbraak in de glasvezeloptica. Hij berekende zorgvuldig hoe licht over lange afstanden via optische glasvezels kon worden overgebracht. Met een vezel van zuiver glas zou het mogelijk zijn lichtsignalen over 100 kilometer te verzenden, vergeleken met slechts 20 meter voor de vezels die in de jaren zestig beschikbaar waren,” aldus de citatie bij zijn Nobelprijsonderscheiding van 2009.
Deze opmerkelijke openbaring legde de basis voor supersnel breedbandinternet waarmee onpeilbare hoeveelheden tekst-, beeld- en videogegevens in een oogwenk over de hele wereld kunnen worden verzonden.
Draai de klok bijna 12 jaar terug en het was een Indiase wetenschapper met de naam Narinder Singh Kapany die voor het eerst de transmissie van beelden over een bundel optische vezels had gedemonstreerd.
De bijdrage van India aan de moderne wetenschap wordt door de rest van de wereld vaak over het hoofd gezien. Jagdish Chandra Bose, Satyendranath Bose, CV Raman, Homi Bhabha, Janaki Ammal, Meghnad Saha en GN Ramachandran behoren tot de vele Indiase grootheden die hun rol hebben gespeeld bij het verspreiden van het evangelie van de moderne wetenschap, maar niet de nodige eer hebben gekregen.
Geboren in 1927 in een Sikh-familie in Moga, Punjab, studeerde Kapany aan de Universiteit van Agra. “Toen ik voor het eerst in de technologie ging werken, was dat in India in een artilleriefabriek waar ik leerde hoe ik optische instrumenten moest ontwerpen en produceren. Daarna kwam ik naar het Imperial College in Londen (1952), in de eerste plaats om te leren over technologie op een hoger niveau. Daarna was het de bedoeling dat ik terug zou gaan naar India en mijn eigen bedrijf zou beginnen,” zegt Kapany in dit interview.
In een boek uit 2003, getiteld “Sand to Silicon: The Amazing Story of Digital Technology,” beschrijft auteur Shivanand Kanavi in detail de bijdrage van Kao en Kapany op het gebied van glasvezeloptica. Kapany vertelt aan de auteur hoe hij geïnteresseerd raakte in optica.
“Als middelbare scholier in Dehradun, in de prachtige uitlopers van de Himalaya, kwam het idee bij me op dat licht niet in een rechte lijn hoeft te reizen, dat het gebogen kan worden. Ik nam het idee mee naar de universiteit,” zei Kapany.
Tijdens zijn promotie aan het Imperial College in 1954 slaagde hij er voor het eerst in beelden over een bundel optische vezels te verzenden.
“Toen ik echter naar Londen ging om aan het Imperial College te studeren en aan mijn proefschrift begon te werken, stelde mijn adviseur, Dr. Hopkins, voor dat ik glazen cilinders in plaats van prisma’s zou proberen. Dus dacht ik aan een bundel dunne glasvezels, die gemakkelijk gebogen konden worden. Aanvankelijk was mijn belangstelling vooral gericht op het gebruik ervan in medische instrumenten om in het menselijk lichaam te kijken. Het brede potentieel van optische vezels drong pas in 1955 tot me door. Het was toen dat ik de term optische vezels bedacht,” vertelt Kapany aan Kanavi. Andere bronnen wijzen er echter op dat hij de term “optische vezels” bedacht in een artikel dat in 1960 voor het befaamde tijdschrift Scientific American werd gepubliceerd. Hoe dan ook, dit was allemaal voordat Charles K Kao enige invloed van betekenis had.
Voordat hij zijn opleiding aan het Imperial College had afgerond, kreeg hij een beurs van de Royal Society om verder onderzoek te doen naar glasvezeloptica. “Ik heb anderhalf jaar lang geprobeerd glasvezels te maken en ze zo uit te lijnen dat duidelijk werd dat ze licht en beelden tegelijk kunnen overbrengen”, zegt Kapany in een interview.
Herkennend de aard van zijn werk, moedigde Harold Hopkins, Kapany’s professor hem aan om een doctoraat in de optica te doen, maar zijn hart was nog steeds vastbesloten om na het voltooien van zijn doctoraat in 1955 naar India terug te keren en zijn eigen onderneming op te richten. De eerste premier van India, Jawaharlal Nehru, een groot voorstander van de moderne wetenschap, wilde dat Kapany voor de Indiase regering zou gaan werken als wetenschappelijk adviseur van het ministerie van Defensie.
Een ontmoeting met een Amerikaanse professor op een wetenschapsconferentie in Italië (1954), waar hij de allereerste publicatie over vezeloptica presenteerde, veranderde echter de loop van zijn leven, en uiteindelijk trad hij als faculteitslid in dienst van de Universiteit van Rochester. “Het ene jaar leidde tot het andere, wat leidde tot een baan die me onmiddellijk in het ondernemerschap bracht en in plaats van een bedrijf te starten in India, startte ik uiteindelijk mijn eerste bedrijf in dit gebied in Palo Alto (Silicon Valley). Ik begon in 1960 en bracht het in 1967 naar de beurs”, voegt hij eraan toe.
“Wat kun je hierover zeggen. Het is bekend dat professor Kao vele jaren na mij met zijn werk op dit gebied is begonnen. Hij had ook te maken met concurrentie. Ik denk niet dat er een controverse over moet bestaan. Het is aan de Zweedse Academie om te beslissen. Zij hebben de criteria gebruikt die zij wilden gebruiken”, zei hij.
Zijn bijdragen zijn echter erkend door het Massachusetts Institute of Technology (MIT), dat hem erkent als de uitvinder van glasvezeloptica. Zelfs het gerenommeerde Fortune Magazine noemde hem in 1999 als een van de zeven “onbezongen helden” wiens bijdragen het mondiale zakenlandschap radicaal veranderden. Hij werd een succesvol zakenman en baande zich een weg door de technologische revolutie in Silicon Valley. Hij is nu 90 jaar oud, heeft meer dan 100 patenten op zijn naam staan en leidt een filantropische organisatie, de Sikh Foundation, die streeft naar betere relaties tussen de Sikh-gemeenschap en anderen in de VS.
Lees ook: Hoe een zeereis van CV Raman India op de wereldkaart van de wetenschap plaatste
“Bij elke ontdekking of uitvinding spelen veel mensen een rol, en het zou verkeerd zijn om te zeggen dat slechts één persoon al het werk heeft gedaan. Sommige mensen spelen echter een cruciale rol en wijzen de weg voor verder onderzoek. In het geval van glasvezeloptica speelde Kapany zo’n cruciale rol. Er waren anderen die zich hadden gerealiseerd dat glazen cilinders of vezels konden worden gebruikt om licht te verzenden, maar Kapany was succesvoller dan wie ook in het oplossen van de problemen en het wetenschappelijk aantonen van hetzelfde,” zegt Kanavi in zijn boek.
Ondanks Kapany’s werk was het verlies van signaal over lange afstanden via optische glasvezel een terugkerend probleem. Wat Kao deed, was uitzoeken hoe dit probleem kon worden opgelost, en berekenen hoe licht over lange afstanden kon worden verzonden. Het was zijn werk dat leidde tot de fabricage van de eerste ultrazuivere vezel in 1970. Dit was een doorbraak in moderne communicatiesystemen.
Dit gezegd hebbende, vinden velen dat Kapany de Nobelprijs had moeten delen met Kao, gezien zijn pionierswerk in de jaren ’50. Maar de baanbrekende Sikh lijkt het niet erg te vinden.