駕馭激光收割諾獎

光能做什么？能照明，讓我們看到世界;能進行光合作用，為植物提供能量;能發電，能加熱物體……此外你還能想到什么用途？來看新鮮出爐的諾貝爾物理學獎，能否刷新你的想象——

今年的諾貝爾物理學獎，頒給了激光物理學領域的三位大咖：阿瑟·阿什金（美國）、熱拉爾·穆魯（法國）和唐娜·斯特里克蘭（加拿大）。他們的研究創造出更準確、更強大的光學工具，為一系列造福人類的先進技術奠定基礎。

獲獎，實至名歸

阿瑟·阿什金因發明激光操控極小粒子的技術而獲獎。用通俗的話來說，他相當于發明了一把激光做的“鑷子”，可以“夾”取蛋白質、DNA、細胞等極小極小的物體，也正因此，他被譽為“光學捕獲之父”。

·諾獎小八卦·

96歲的阿什金是獲獎時年齡最大的諾獎得主，刷新了經濟學家里奧尼德·赫維克茲90歲獲獎的記錄。雖然年事已高，但老先生可不服老，退休后仍在自家實驗室里做研究。為了寫論文，他甚至拒絕了諾獎頒獎委員會的電話采訪，以致獲獎名單晚了5分鐘公布。

熱拉爾·穆魯和唐娜·斯特里克蘭師徒倆則聯手開發了“啁啾脈沖放大”技術，為人類帶來迄今為止能量最強的激光。這項技術在醫療、超精細微加工、高密度信息記錄存儲、新能源開發等數不清的領域都有廣闊的應用前景。

·諾獎小八卦·

法國人以熱情、浪漫著稱，穆魯年近80，依然身材修長、風度翩翩，喜歡戴著紅圍巾開敞篷車兜風。他酷愛滑雪、游泳，還曾身穿實驗服、戴上炫酷的護目鏡跳舞，宣傳他的超強激光計劃。斯特里克蘭則是繼瑪麗·居里（即居里夫人）、瑪麗亞·戈普波特·梅耶爾之后，史上第三位獲諾貝爾物理學獎的女性。她說當她第一次踏入實驗室，看到五彩斑斕的激光猶如圣誕樹一般時，便知道自己一生都會以研究激光為樂。

那么，光鑷和啁啾脈沖放大究竟是什么樣的技術呢？

神奇光之鑷

還記得大鴨梨以前介紹過的太陽帆飛船嗎？一張帆就能推動宇宙飛船，靠的是太陽的光壓。光鑷利用的同樣是光的壓力。

雖然光的壓力很小很小，小到咱們完全感覺不到，但對于原子、細菌、細胞等小家伙來說影響可就大了。1967年，阿什金發現，激光束可將微米尺寸的乳膠球推入水中。后來，他加了一束光，從另一邊照在小球上，兩束光合力，球被定在原地，好像被鑷子夾住一樣。如果移動光束，小球也隨之移動。

最初，阿什金是想用光鑷抓住原子，后來他發現這項神奇的技術同樣可在生物學領域大顯身手。1987年，他用光鑷成功地抓起了活的細菌，而沒有對其造成任何損傷。

·它有什么用·

如今有很多實驗室使用光鑷翻轉、切割和推拉蛋白質、DNA、細胞等小微粒，以此進行觀察和手術。比如清華大學正在探索用光鑷操控超高真空環境下納米大小的晶體;抗瘧疾研究中使用的光學全息術可讓上千把光鑷同時工作，從感染細胞中分離健康血細胞;幾個月前，人類首次成功用光鑷操縱了細胞分裂時的紡錘體排列……

最強的激光

自從1960年代激光被制造出來后，人類一直試圖獲得更強的激光，但20多年后這條路似乎走到了盡頭，因為當激光強到一定程度時，激光放大器就會被燒毀。但穆魯和斯特里克蘭卻用一個簡單、優雅的方法，巧妙破解了這個難題。

他們先將一段激光脈沖在時間上拉長，使激光的強度降低，這樣就能在不損壞放大器的情況下將激光放大，然后再狠狠壓縮。于是更多的光被集中到了更小的空間里，強度自然急劇上升。這就是啁啾脈沖放大技術。所謂啁啾，是形容鳥兒的叫聲。鳥兒啁啾啼鳴，聲音往往前部略低，后部上揚，用來形容前低后高的脈沖放大技術，又形象又雅致，真有詩意！

·它有什么用·

這項技術能把激光壓縮到極短的時間內，比如飛秒（一千萬億分之一秒）、阿秒（千分之一飛秒），產生極強的能量。超短超強的激光脈沖可以化為銳利的刀，在各種材料包括活的生物體上精準打孔、切割，用飛秒激光切割眼角膜的手術，已為成千上萬近視患者帶來福音;可以制造高速相機，給瞬息萬變的原子世界拍照;用來做數據存儲，不僅能將數據存儲在材料表面，更能存進材料內部深挖的小孔里;阿秒級激光還能揭示甚至控制電子的神奇世界……