10 月 2 日，瑞典皇家科学院公布了今年诺贝尔物理学奖的三位得主，美国的亚瑟·阿斯金（Arthur Ashkin）、法国的杰哈·莫罗（Gérard Mourou）与加拿大的唐娜·斯特里克兰（Donna Stricklan），表彰他们“在激光物理领域的突破性发明”。

瑞典乌普萨拉大学（Uppsala University）粒子物理学家、诺贝尔物理学奖委员会的主席奥尔加·博特纳（Olga Botner）称，这三位的研究显示了“科学上的一项天马行空的发现如何改变我们的日常生活”。

唐娜·斯特里克兰（Donna Stricklan）是杰哈·莫罗的学生。在唐娜·斯特里克兰攻读博士学位期间，她与杰哈·莫罗发现了在更短的脉冲中增强激光强度的方法，这种技术也被称为“啁啾脉冲放大（CPA）”。

这种技术将激光脉冲在时间上拉伸至更长的脉宽，放大，随后被压缩。当脉冲在时间上被压缩、变短时，同样数量的光会被压缩到一个很小的空间中，因此脉冲的强度会急剧上升。

在此基础上，他们开发出了一种只持续一飞秒（十亿分之一秒）的强烈激光脉冲。这也是脉冲最短、强度最高的激光。

这允许制造商能够钻出微小、精确的孔，同时为精密眼科手术（包括 Lasik 眼科手术）和癌症治疗打下了基础。

Lasik 眼科手术是一种广泛使用的视力矫正手术，通过改变角膜屈光率来矫正近视。眼科医生 Gholam A.Peyman 于 1989 年获得 Lasik 眼科手术技术的专利，该技术自 1994 年引入中国。截止到 2016 年，全球总共有 4000 万人接受了该手术。

与此同时，一些物理学家认为，啁啾脉冲放大技术未来将被应用于加速亚原子粒子，可能取代 2008 年开始运转的大型强子对撞机（LHC）。

唐娜·斯特里克兰也是过去 55 年来第一位获得该奖项的女性。历史上只有两位女性获得该奖项，1903 年的玛丽·居里，以及 1963 年的玛丽亚·格佩特-梅耶（Maria Goeppert Mayer）。

杰哈·莫罗于 1973 年在格勒诺布尔大学获得物理学博士学位。目前，他是法国的巴黎综合理工学院的教授，也是致力于高强度超快激光脉冲的 IZEST 组织的主管。

唐娜·斯特里克兰与杰哈·莫罗获得 2018 年诺贝尔物理学奖的一半奖金。另外一半奖金的获得者是 96 岁的亚瑟·阿斯金，他发明了一种利用激光作为镊子来抓住病毒、细菌和原子的方法，也被称为“光学镊子（optical tweezer）”。

纽约大学物理学家、贝尔实验室的前员工戴维·G·格里尔（David G. Grier）称：“光可以拉，这在科学上是一种新的想法。这是革命性的。”

这项技术此前已经在诺贝尔物理学奖中被提及。1997 年，亚瑟·阿斯金在贝尔实验室的同事朱棣文（Steven Chu）获得了该奖，其使用光学镊子研究原子的量子力学特性。后来，亚瑟·阿斯金曾经表示过，他对自己没有成为该奖得主感到失望。

亚瑟·阿斯金于 1960 年代开始研究激光，当时激光刚被发明不久。1987 年，在美国知名的贝尔实验室工作期间，亚瑟·阿斯金成功使用激光辐射压力控制住了活菌、病毒。

亚瑟·阿斯金在该实验室工作至 1991 年，目前在家中的实验室工作，主要的方向是使用光学镊子究细胞以及为微小生物提供动力的分子马达的内部运作机制。

亚瑟·阿斯金于周二告诉瑞典皇家科学院，他在家中的实验室忙于一份新的科研报告，可能无法抽空接受采访。亚瑟·阿斯金也是目前该奖项年龄最大的获奖者。

题图来自：Pixabay

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