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让光成为奇迹工具

2018-01-02龙学锋

百科知识 2018年23期

龙学锋

北京时间10月2日17时50分,瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布,将2018年诺贝尔物理学奖授予美国科学家阿瑟·阿什金(Arthur Ashkin)、法国科学家热拉尔·穆鲁(Gerard Mourou)和加拿大科学家唐娜·斯特里克兰(Donna Strickland),以表彰他们“在激光物理领域的突破性发明”。

阿什金的贡献为“光学镊子及其在生物系统的应用”,穆鲁和斯特里克兰的贡献为“产生高密度超短光学脉冲的方法”。 今年获奖的发明彻底改变了激光物理学,现在人们可以用全新的眼光看待极小的物体以及令人难以置信的快速过程,这些先进的精密激光仪器,开辟了许多此前未开发的研究领域以及众多工业、医疗应用。

“光学镊子”改变了什么

随着当代的研发和技术应用走入更高阶段,人们往往要不断地“钻牛角尖”,比如在实验室中观测并分析极其微小的病毒、生物大分子,分毫不差地在眼球上进行微创手术等。要实现这些难度极高的操作,我们需要驾驭光,让光成为奇迹工具。

20世纪60年代开播的《星际迷航》系列科幻影视剧中,牵引光束可以用来取回物体,甚至是太空中的小行星,而无需物理接触。当然,这听起来就像是纯粹的科幻。但那时阿瑟·阿什金就有一个梦想:如果光束可以用來干活、移动物体,那有多好。

1960年第一台激光器发明后,阿什金立即开始用这个新机器在纽约城外的贝尔实验室进行实验。阿什金意识到,激光是用光束移动微观粒子的理想工具。他用激光照射微米尺寸的透明球体,果然,立即就能让这些小球移动。……

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