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2018-10-02 23:55 |
通往更加極端的光學(xué)之路：“用光制造的工具”獲諾貝爾獎
今年的諾貝爾物理學(xué)獎授予了變革了激光物理學(xué)的發(fā)明。在一種新的光線下，我們可以發(fā)現(xiàn)極為微小的物體和極其快速的過程。不只是物理學(xué)，化學(xué)、生物學(xué)和醫(yī)學(xué)都從先進的精密儀器中受益，無論是基礎(chǔ)研究和實際應(yīng)用。 ! `LaX!bmp
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亞瑟·阿什金（Arthur Ashkin）發(fā)明了光學(xué)鑷子，能通過激光束“手指”抓取顆粒、原子和分子。光學(xué)鑷子還能用于操縱病毒、細(xì)菌和其他活體細(xì)胞，并且在觀察和操縱過程中不造成損傷。阿什金的光學(xué)鑷子為觀察和控制生命的機械過程創(chuàng)造了全新的契機。 8D@H4O.
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杰哈·莫羅（Gérard Mourou）和 多娜·斯崔克蘭（Donna Strickland）為人類研制有史以來波長最短、能量最高的激光鋪平了道路。他們所開創(chuàng)的技術(shù)開啟了該領(lǐng)域科學(xué)研究的嶄新紀(jì)元，并在工業(yè)與醫(yī)藥領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。例如，每年都有數(shù)以百萬計的眼科手術(shù)正是借助最鋒利的激光束完成的。 $1y 8gm
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阿什金開發(fā)了一種光學(xué)陷阱，后來該技術(shù)被稱為光學(xué)鑷子 1 微小的透明圓球被激光照射后開始移動。它們的速度與阿什金的理論估算相符，表明確實是輻射壓在推動著它們。 2 一個令人意想不到的效應(yīng)是，輻射壓力具有梯度，會促使圓球向光束中央位置移動，那里有著最高的光強度。這是因為光強度會向外側(cè)逐漸減小，而推動小球的所有力的總和將其推向光束中心。 3 阿什金將激光束的方向朝上，使圓球浮起。此時輻射壓抵消了重力。 4 激光束經(jīng)由透鏡實現(xiàn)聚焦。此時光線就可以用于捕獲粒子，甚至操縱活著的細(xì)菌和細(xì)胞，成為一把光學(xué)鑷子。 r BQFC 4L
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