浙江在线10月3日讯(浙江在线记者 曾福泉)瑞典皇家科学院10月2日宣布,将2018年诺贝尔物理学奖授予美国科学家阿瑟·阿什金、法国科学家热拉尔·穆鲁以及加拿大科学家唐娜·斯特里克兰,以表彰他们在激光物理学领域的突破性贡献。3位获奖者以极具开创性的工作,赋予我们更加准确、更加强大的光学工具,几十年来,其应用遍布工业和生物医学等诸多领域,为一系列造福人类的先进技术的问世奠定了基础。
记者10月2日采访了光学专家、西湖大学副校长仇旻教授。后两位获奖者的成果当年发表在一份名为《光学通讯》的杂志上。而仇旻现在是这本杂志的编辑之一。“此前不少科学家认为今年的诺贝尔物理学奖当花落光学领域,这3位科学家的得奖可谓众望所归。”仇旻说,特别是斯特里克兰成为历史上第3位获得诺贝尔物理学奖的女性,也是55年来首位获得该奖项的女性,尤有特殊意义。
准确地说,今年的奖项分为两部分。阿什金提出了使用激光操控极小粒子的技术,相当于发明出一种“光学镊子”,今天这一技术广泛应用于生命科学研究中。穆鲁和斯特里克兰提出了生成超短脉冲的方法,从而大大提高了激光的强度,使之成为在许多领域都可大显身手的强大工具。
在20世纪60年代激光发明后不久,阿什金就开始了光镊方面的实验。1987年,阿什金第一次用光镊抓起了活的细菌,而没有对它们造成损伤。今天,光镊出现在全世界许许多多实验室中,科学家用光来观察、旋转、切割、推动蛋白质、DNA、细胞等小颗粒,研究多样的生命过程。仇旻说,1997年诺贝尔物理学奖授予激光冷却与俘获原子技术,阿什金也是贡献者之一,他的光镊技术当时就可以一同获奖,可惜未能入选。已经96岁的阿什金终于在今年等到了属于自己的诺贝尔奖。
穆鲁和斯特里克兰的贡献在于创造出迄今为止最短最强的激光脉冲。“激光的脉冲越短,强度越强。要想在更多领域派上用场,激光必须有更高的强度,但在追求更短脉冲的过程中,激光本身经常会把光放大材料破坏。直到20世纪80年代人们依然没能取得突破。”仇旻说,这两位获奖者提出了一种极富想象力的方法,首先把激光脉冲的时间延长,降低其峰值功率,然后把它放大,最后压缩它,从而成功地在更小的空间里集中了更多的光。这一技术被称为啁啾脉冲放大(CPA),从那时起人们获得高强度激光都遵照这一技术标准。
仇旻说,如今我们可以在许多场景中发现CPA的身影:用激光高精度切割材料,每年数以百万计的眼科矫正手术,前所未见的高速摄像机,更加先进的芯片……
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