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给激光物理学带来革命性的变化 美法加三名科学家获物理学奖

来源:信息时报 日期:2018-10-09

  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,以表彰他们在激光物理学领域的突破性贡献。三名科学家将分享900万瑞典克朗(约合100万美元)奖金,其中阿什金获得其中一半,穆鲁和斯特里克兰将共享另外一半。

  北京时间2日下午5时53分,诺贝尔奖委员会宣布,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·斯特里克兰获得2018年诺贝尔物理学奖,今年的获奖研究为激光物理学带来革命性的变化。

  加拿大科学家唐娜·斯特里克兰成为历史上第三位获得诺贝尔物理学奖的女性科学家——在发布会的电话连线采访中得知自己获得诺贝尔物理学奖后,她激动地说:“这太疯狂了,我不敢相信这是真的,我非常高兴。”她对于能够加入女性获奖科学家的行列感到非常荣幸。

  根据诺贝尔奖官网上的统计,从1901年至2017年,诺贝尔物理学奖已颁发111次,不过此前历届得主中仅有两位是女性。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。今年的诺贝尔奖正式宣布前,就有不少声音呼吁改革评选机制,给予女性更多获奖机会。

  今年诺贝尔物理学奖表彰的发明,给激光物理学带来了革命,激光让观察到极其小的东西和极其快的进程成为可能。同时,先进的精确仪器开启了全新的研究领域,也在工业和医学领域有诸多应用。

  阿什金

  用“光学镊子”抓病毒

  1987年,阿什金做出了一项重大突破,利用“光学镊子”“夹”住微小如原子、病毒以及活细胞等物体,而没有对它们造成损伤,他立即开始了对生物系统和“光学镊子”的研究。这个新的工具让阿什金实现了一个科幻小说中的古老的科学梦想——利用光的辐射压力来移动真实存在的物体。

  阿什金发明的“光学镊子”使用激光光束来抓取粒子,原子以及分子,并让它们维持在那个位置上。它们可以用来检验和操控病毒,细菌和其他活细胞而不会对其造成损伤。今天,“光学镊子”被广泛应用于探索生命的机制。

  穆鲁和斯特里克兰

  “创造”视力矫正激光

  穆鲁和斯特里克兰的科研突破则为实现更短和更强的激光脉冲打下基础。他们采用了一种巧妙的方法,他们从时间上对激光脉冲进行拉伸,以减小其峰值的功率,然后对其进行放大,最后再对它们进行压缩。如果脉冲在时间上被压缩并变得更短,那么更多的光就会聚集在同一个微小空间中——脉冲的强度就会急剧增加。

  他们革命性的论文发表于1985年,成为斯特里克兰的博士论文的基础。他们发明的啁啾脉冲放大技术,已经成为高强度激光的标准,在工业与医药领域得到广泛应用,例如目前广泛开展的激光视力矫正手术。

  诺贝尔物理学奖知多少?

  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。

  4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。

  5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。


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