2018年的诺贝尔物理学奖正式公布了。出乎绝大部分机构和媒体的预料，今年的诺贝尔物理学奖授予了阿瑟·阿什金（Arthur Ashkin）、热拉尔·穆鲁（Gérard Mourou）和唐娜·斯特里克兰（Donna Strickland），以表彰他们在激光物理学领域的奠基性工作。

特别值得一提的是，唐娜·斯特里克兰Donna Strickland是继1903年居里夫人（对天然放射性现象的研究）和1963年玛丽亚·格佩特-梅耶（发现原子核的壳层结构）之后，第三位获得诺贝尔物理学奖的女性科学家。

尽管三者的获奖同属于激光物理学这一大的学科领域，但他们获奖的工作却并不相同。阿瑟·阿什金因为发明了光镊技术获得一半的奖项（½），而热拉尔·穆鲁和唐娜·斯特里克兰则因为发明了产生高强度超短激光脉冲的啁啾脉冲放大技术（CPA）共享另一半的奖项（每人¼）。

光镊是一种通过高度聚焦激光束产生力（量级通常为pN级，即10的负12次方牛顿）移动微小它可以用于移动细胞或病毒颗粒，把细胞捏成各种形状，或者冷却原子。由于光镊的力可以精准地直接作用于细胞甚至更小的目标，光镊在生物学、医药学等领域的应用越来越广泛。

过去的几年中，很多其他的研究人员都采用了Ashkin的方法并做进一步的优化。光镊让我们能够无需接触物体就能够对它们进行观测、反转、切断、推拉等操作，由此而产生了无数的应用。因此，在很多实验室中，光镊成为了研究例如单个蛋白质分子、分子马达、DNA或细胞内部活动等生物过程的标准仪器。光学全息成像就是光镊的最新应用之一，这项技术同时使用上千台光镊，能够完成从受感染的血细胞中分离出健康的血细胞等任务，可以被广泛应用于攻克疟疾。

而啁啾脉冲放大技术（CPA）是用来产生高强度超短激光脉冲的有力工具。它通过一系列复杂的方法，在避免破坏放大介质的前提下，产生超强、超短的脉冲激光。CPA技术首先在时间域上将脉冲展宽降低功率极值，而不是直接放大脉冲光。当更多的激光被收集并压缩在同一个位置的时候，激光脉冲就被放大了——相应的功率也就变得非常强。

CPA技术在激光物理学领域掀起了革命。它已经成为后来所有高强度激光的标准，并且其在物理、化学、药学等领域的应用在相应的领域都开启了一个全新的时代。现在人们在实验室内能制造的最短、最强的激光脉冲依然是基于这个技术。正如我所的研究员曹则贤老师所说，“高强度、超短激光脉冲不仅具有重要的工业和军事应用价值，并且由于其可以把单脉冲时域降至10的负18次方秒左右，这样的时间分辨本领开启了研究原子和亚原子层面超快过程的可能，其对基础物理的影响是不可估量的”。

尽管根据此前的预测来看，此次的诺奖有稍许“爆冷”的意味，但就他们获奖工作本身而言，这三位优秀的科学家获得诺奖可以说是非常实至名归的。我们对他们的获奖表示祝贺！

（文中图片均来自于诺贝尔奖官网，部分内容参考自诺奖官方通稿、维基百科以及曹则贤老师的企鹅问答）

来源：知乎 www.zhihu.com

作者：中科院物理所

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