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10月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(biāo)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?？蒲腥藛T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(zhǔn)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(zhǔn)、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。”
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