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當?shù)貢r間10月2日，諾貝爾物理學(xué)獎在瑞典公布，獲獎?wù)邽槊绹茖W(xué)家Arthur Ashikin、法國科學(xué)家Gérard Mourou和加拿大科學(xué)家Donna Strickland,表彰他們在激光物理研究領(lǐng)域的突破性發(fā)明。
諾貝爾物理學(xué)獎公布
10月2日消息，當?shù)貢r間10月2日，諾貝爾物理學(xué)獎在瑞典公布，獲獎?wù)邽槊绹茖W(xué)家Arthur Ashikin、法國科學(xué)家Gérard Mourou和加拿大科學(xué)家Donna Strickland,表彰他們在激光物理研究領(lǐng)域的突破性發(fā)明。
據(jù)了解，瑞典皇家科學(xué)院將九百萬瑞典克朗(約合695萬人民幣)的獎金一半授予美國科學(xué)家Arthur Ashkin，另一半將法國科學(xué)家Garard Mourou和加拿大科學(xué)家Donna Strickland兩位分享。
諾貝爾物理學(xué)獎公布：為Ashikin、Mourou和Strickand
今年諾貝爾物理學(xué)獎授予激光物理學(xué)革命性發(fā)明。激光物理通過新的裝置可對非常小的物體進行實驗，并實現(xiàn)難以置信的快速進程，精密儀器正在開辟未知研究領(lǐng)域，并應(yīng)用于工業(yè)和醫(yī)療領(lǐng)域。
Ashkin發(fā)明的光學(xué)鑷子使用激光光束來抓取粒子，原子以及分子。它們可以用來檢驗和操控病毒，細菌和其他活細胞而不會對其造成損傷。至此，觀察和操控生命體系的嶄新工具被創(chuàng)造了出來。
Gérard Mourou以及Donna Strickland的工作為產(chǎn)生人類有史以來波長最短，能量最高的激光鋪平了道路。他們所開創(chuàng)的技術(shù)開啟了該領(lǐng)域科學(xué)研究的嶄新紀元，并在工業(yè)與醫(yī)藥領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
據(jù)瑞典媒體報道，亞瑟·阿什金1922年9月2日出生于美國紐約市布魯克林區(qū)，1952年在康奈爾大學(xué)獲得博士學(xué)位。他發(fā)明的光鉗可用光束捕捉到粒子、原子、病毒和活細胞。這種新工具使得阿什金將古老的科幻夢想變成現(xiàn)實--利用光輻射壓移動物理目標。他成功用激光將微粒子推到光束中心然后抓住。1987年他獲得重大突破，利用光鉗毫發(fā)無損地捕捉到活的細菌。雖然他立即開始研究生物系統(tǒng)，現(xiàn)在光鉗廣泛用于研究生命機理。
杰拉德·莫羅1944年出生于法國阿爾貝維爾，他在1973年獲得博士學(xué)位。唐娜·斯特里克蘭1959年出生于加拿大圭爾夫，1989年獲得美國羅切斯特大學(xué)博士學(xué)位。他們?yōu)橹圃觳ㄩL最短、密度最大激光脈沖鋪平道路。1985年他們發(fā)表了革命性的文章并成為斯特里克蘭博士論文的基礎(chǔ)。他們使用獨創(chuàng)的方法，在不損壞放大材料的情況下超過制造出超短波高密度激光脈沖。首先他們及時拉伸激光脈沖以降低脈沖的峰值功率，然后放大最后壓縮。如果脈沖及時被壓縮波長變短，那么在同樣微小空間里可以容納更多的光，大幅提高脈沖的密度。他們最新發(fā)明的技術(shù)被稱為啁啾脈沖放大（CPA),很快成為高密度激光的標準。每年使用激光進行的眼睛矯正手術(shù)有數(shù)百萬例，還有無數(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域等待人類開發(fā)。
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解讀諾貝爾物理學(xué)獎：強激光使矯正視力不損傷眼球
隨著人類的研發(fā)和技術(shù)應(yīng)用走入更高階段，我們往往要不斷地“鉆牛角尖”，比如在實驗室中觀測并分析極其微小的病毒、分毫不差地在眼球上進行微創(chuàng)手術(shù)等。要實現(xiàn)這些難度極高的操作，我們需要駕馭光，讓光成為奇跡工具。
美國科學(xué)家阿瑟·阿什金、法國科學(xué)家熱拉爾·穆魯以及加拿大科學(xué)家唐娜·斯特里克蘭正是通過開創(chuàng)性發(fā)明和研究為我們提供了這方面的強大工具。他們２日共同獲得２０１８年諾貝爾物理學(xué)獎。
阿什金發(fā)明了一種光鑷工具，它能夠用一束高度匯聚的激光形成三維勢阱來捕獲、操縱極其微小的粒子，也就是說，讓激光將小粒子推向光束中心，并將它們固定在那里，從而更好地操縱它們。１９８７年，阿什金在這方面取得了實質(zhì)突破。他在不傷害活細菌的情況下，成功用光鑷捕獲了它們。
瑞典皇家科學(xué)院院士埃娃·林德羅特接受新華社采訪時說：“有了這種光鑷，我們能夠抓取分子，把它們移動到你想要的地方，并對它們展開操作，這是非常實用的工具，事實上我們也經(jīng)常使用它。”
有了通過駕馭光而形成的新工具，人們可以操縱和移動原子、病毒和其他活細胞。阿什金的發(fā)明讓科研人員有機會在不破壞細胞膜的前提下，深入分析細胞內(nèi)發(fā)揮關(guān)鍵作用的分子馬達，探討其中的運作機制。如今在許多生物實驗室中，光鑷已經(jīng)是標配的設(shè)備。
穆魯和斯特里克蘭發(fā)明了一種叫作“啁啾脈沖放大”的技術(shù)，簡單解釋就是，將短激光脈沖適時拉伸以減少峰值功率，然后放大它，并最終把它徹底壓縮，這能讓更多的光被壓縮在一個極小空間內(nèi)，從而大幅提高脈沖的強度。
他們的新技術(shù)為科研和一些產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了全新視角，在物理、化學(xué)以及醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域都得到應(yīng)用。科研人員有機會一窺微觀且快速變化中的分子和原子世界中發(fā)生了什么。超強的激光束能夠精準地在不同材料上實現(xiàn)切割和鉆孔。
林德羅特說，“這項研究涉及如何讓激光變得更強，有了強大的激光我們可以做很多實際的事情，比如精準、低成本地為粒子加速，強激光帶來的短脈沖又可以幫助我們以簡單且盡可能不損傷眼球的方式來矯正視力?！?/p>
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