随着人类的研发和技术应用走入更高阶段,我们往往要不断地“钻牛角尖”,比如在实验室中观测并分析极其微小的病毒、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。

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·斯特里克兰正是通过开创性发明和研究为我们提供了这方面的强大工具。他们2日共同获得2018年诺贝尔物理学奖。

瑞典皇家科学院2日宣布，将2018年诺贝尔物理学奖授予美国、法国和加拿大科学家，以表彰他们在激光物理学领域的突破性贡献。新华社记者 叶平凡 摄

阿什金发明了一种光镊工具,它能够用一束高度汇聚的激光形成三维势阱来捕获、操纵极其微小的粒子,也就是说,让激光将小粒子推向光束中心,并将它们固定在那里,从而更好地操纵它们。1987年,阿什金在这方面取得了实质突破。他在不伤害活细菌的情况下,成功用光镊捕获了它们。

瑞典皇家科学院院士埃娃·林德罗特接受新华社采访时说:“有了这种光镊,我们能够抓取分子,把它们移动到你想要的地方,并对它们展开操作,这是非常实用的工具,事实上我们也经常使用它。”

有了通过驾驭光而形成的新工具，人们可以操纵和移动原子、病毒和其他活细胞。阿什金的发明让科研人员有机会在不破坏细胞膜的前提下，深入分析细胞内发挥关键作用的分子马达，探讨其中的运作机制。如今在许多生物实验室中，光镊已经是标配的设备。

穆鲁和斯特里克兰发明了一种叫作“啁啾脉冲放大”的技术，简单解释就是，将短激光脉冲适时拉伸以减少峰值功率，然后放大它，并最终把它彻底压缩，这能让更多的光被压缩在一个极小空间内，从而大幅提高脉冲的强度。

他们的新技术为科研和一些产业发展提供了全新视角，在物理、化学以及医学等领域都得到应用。科研人员有机会一窥微观且快速变化中的分子和原子世界中发生了什么。超强的激光束能够精准地在不同材料上实现切割和钻孔。

林德罗特说，“这项研究涉及如何让激光变得更强，有了强大的激光我们可以做很多实际的事情，比如精准、低成本地为粒子加速，强激光带来的短脉冲又可以帮助我们以简单且尽可能不损伤眼球的方式来矫正视力。”（来源：新华社 记者 张家伟 付一鸣）

10月2日，瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩举行新闻发布会，公布2018年诺贝尔物理学奖获得者。新华社记者 叶平凡 摄

背景小知识》》

近5年这一奖项的获得者名单及其主要成就:

2017年,三名美国科学家雷纳·韦斯、巴里·巴里什和基普·索恩,凭借在发现引力波方面取得的成就获奖。

2016年,三名科学家戴维·索利斯、邓肯·霍尔丹和迈克尔·科斯特利茨,凭借在物质的拓扑相变和拓扑相方面的理论发现获奖。这三名科学家均在英国出生,获奖时均在美国的大学从事研究工作。

2015年,日本科学家梶田隆章和加拿大科学家阿瑟·麦克唐纳,凭借发现中微子振荡获奖。

2014年,日本科学家赤崎勇、天野浩和美籍日裔科学家中村修二,凭借发明蓝色发光二极管(LED)获奖。

2013年,比利时物理学家弗朗索瓦·恩格勒特和英国物理学家彼得·希格斯,因描述了粒子物理学的标准模型获奖。

诺贝尔物理学奖的这些趣事》》

1、从1901年到2017年,物理学奖一共颁发111次。其中,有47次授予一名科学家,32次由两名科学家分享,32次由三名科学家分享。

2、共有207人次获得诺贝尔物理学奖,其中美国物理学家约翰·巴丁在1956年和1972年两次摘走物理学奖桂冠,因此实际获奖科学家为206名。

3、截至2017年,只有两名女性科学家获得物理学奖。最近一次是在1963年,德裔美国女物理学家玛丽亚·格佩特-梅耶因发展了解释原子核结构的数学模型获得物理学奖。

4、历届物理学奖获奖者获奖时的平均年龄是55岁。最年轻的得主是英国物理学家劳伦斯·布拉格,他因X射线晶体结构的研究于1915年获奖,当时才25岁;最年长的是美国科学家雷蒙德·戴维斯,他2002年获奖时已88岁高龄。

5、在物理学奖的历史上,曾有1对“夫妻档”同时获奖。居里夫妇的故事人们早已耳熟能详,因对放射性物质的研究,皮埃尔·居里、玛丽·居里夫妇一同获得1903年诺贝尔物理学奖。有意思的是,居里夫妇的女儿伊雷娜·约里奥—居里与丈夫弗雷德里奥·约里奥共同获得过1935年诺贝尔化学奖。

6、在物理学奖获奖者中,还有4对“父子档”,其中威廉·布拉格与劳伦斯·布拉格于1915年同时获奖,其他三对父子不是同年获奖。

来源：新华社

编辑：陈路