驾驭激光收割诺奖

光能做什么？能照明，让我们看到世界;能进行光合作用，为植物提供能量;能发电，能加热物体……此外你还能想到什么用途？来看新鲜出炉的诺贝尔物理学奖，能否刷新你的想象——

今年的诺贝尔物理学奖，颁给了激光物理学领域的三位大咖：阿瑟·阿什金（美国）、热拉尔·穆鲁（法国）和唐娜·斯特里克兰（加拿大）。他们的研究创造出更准确、更强大的光学工具，为一系列造福人类的先进技术奠定基础。

获奖，实至名归

阿瑟·阿什金因发明激光操控极小粒子的技术而获奖。用通俗的话来说，他相当于发明了一把激光做的“镊子”，可以“夹”取蛋白质、DNA、细胞等极小极小的物体，也正因此，他被誉为“光学捕获之父”。

·诺奖小八卦·

96岁的阿什金是获奖时年龄最大的诺奖得主，刷新了经济学家里奥尼德·赫维克兹90岁获奖的记录。虽然年事已高，但老先生可不服老，退休后仍在自家實验室里做研究。为了写论文，他甚至拒绝了诺奖颁奖委员会的电话采访，以致获奖名单晚了5分钟公布。

热拉尔·穆鲁和唐娜·斯特里克兰师徒俩则联手开发了“啁啾脉冲放大”技术，为人类带来迄今为止能量最强的激光。这项技术在医疗、超精细微加工、高密度信息记录存储、新能源开发等数不清的领域都有广阔的应用前景。

·诺奖小八卦·

法国人以热情、浪漫著称，穆鲁年近80，依然身材修长、风度翩翩，喜欢戴着红围巾开敞篷车兜风。他酷爱滑雪、游泳，还曾身穿实验服、戴上炫酷的护目镜跳舞，宣传他的超强激光计划。斯特里克兰则是继玛丽·居里（即居里夫人）、玛丽亚·戈普波特·梅耶尔之后，史上第三位获诺贝尔物理学奖的女性。她说当她第一次踏入实验室，看到五彩斑斓的激光犹如圣诞树一般时，便知道自己一生都会以研究激光为乐。

那么，光镊和啁啾脉冲放大究竟是什么样的技术呢？

神奇光之镊

还记得大鸭梨以前介绍过的太阳帆飞船吗？一张帆就能推动宇宙飞船，靠的是太阳的光压。光镊利用的同样是光的压力。

虽然光的压力很小很小，小到咱们完全感觉不到，但对于原子、细菌、细胞等小家伙来说影响可就大了。1967年，阿什金发现，激光束可将微米尺寸的乳胶球推入水中。后来，他加了一束光，从另一边照在小球上，两束光合力，球被定在原地，好像被镊子夹住一样。如果移动光束，小球也随之移动。

最初，阿什金是想用光镊抓住原子，后来他发现这项神奇的技术同样可在生物学领域大显身手。1987年，他用光镊成功地抓起了活的细菌，而没有对其造成任何损伤。

·它有什么用·

如今有很多实验室使用光镊翻转、切割和推拉蛋白质、DNA、细胞等小微粒，以此进行观察和手术。比如清华大学正在探索用光镊操控超高真空环境下纳米大小的晶体;抗疟疾研究中使用的光学全息术可让上千把光镊同时工作，从感染细胞中分离健康血细胞;几个月前，人类首次成功用光镊操纵了细胞分裂时的纺锤体排列……

最强的激光

自从1960年代激光被制造出来后，人类一直试图获得更强的激光，但20多年后这条路似乎走到了尽头，因为当激光强到一定程度时，激光放大器就会被烧毁。但穆鲁和斯特里克兰却用一个简单、优雅的方法，巧妙破解了这个难题。

他们先将一段激光脉冲在时间上拉长，使激光的强度降低，这样就能在不损坏放大器的情况下将激光放大，然后再狠狠压缩。于是更多的光被集中到了更小的空间里，强度自然急剧上升。这就是啁啾脉冲放大技术。所谓啁啾，是形容鸟儿的叫声。鸟儿啁啾啼鸣，声音往往前部略低，后部上扬，用来形容前低后高的脉冲放大技术，又形象又雅致，真有诗意！

·它有什么用·

这项技术能把激光压缩到极短的时间内，比如飞秒（一千万亿分之一秒）、阿秒（千分之一飞秒），产生极强的能量。超短超强的激光脉冲可以化为锐利的刀，在各种材料包括活的生物体上精准打孔、切割，用飞秒激光切割眼角膜的手术，已为成千上万近视患者带来福音;可以制造高速相机，给瞬息万变的原子世界拍照;用来做数据存储，不仅能将数据存储在材料表面，更能存进材料内部深挖的小孔里;阿秒级激光还能揭示甚至控制电子的神奇世界……