2018诺贝尔物理学奖揭晓：美法加三位科学家共同分享

文章来源：新浪科技

专题：2018诺贝尔奖

解读稿：通往更加极端的光学之路：“用光制造的工具”获诺奖

新浪科技讯 北京时间10月2日消息，据国外媒体报道，诺贝尔物理学奖刚刚揭晓！

2018年诺贝尔物理学奖授予Arthur Ashkin、 Gérard Mourou 、Donna Strickland，由来自美国，法国和加拿大的三位科学家共同分享，表彰他们在激光物理研究领域的突破性发明 ！瑞典皇家科学院将9百万瑞典克朗（约合695万人民币）的奖金一半授予美国科学家亚瑟·阿什金Arthur Ashkin，另一半将法国科学家吉拉德·毛罗Garard Mourou和加拿大科学家多娜·斯蒂克兰德Donna Strickland一起分享。

亚瑟·阿什金Arthur Ashkin的获奖理由是“由于他所发明的光镊及其在生物系统领域的广泛应用”，亚瑟·阿什金来自美国贝尔实验室；

另两位科学家的获奖理由是“他们所开创的高强度，超短波长激光产生方法”，吉拉德·毛罗来自法国巴黎综合理工大学，多娜·斯特克兰德来自加拿大滑铁卢大学；

值得一提的是，Donna Strickland是自2015年以来第一位获得诺贝尔奖的女性，她也是第三位获得诺贝尔物理学奖的女性，第一位是1903年居里夫人。

今年诺贝尔物理学奖授予激光物理学革命性发明。激光物理通过新的装置可对非常小的物体进行实验，并实现难以置信的快速进程，先进的精密仪器正在开辟未知研究领域，并应用于工业和医疗领域。

科幻已经成为现实。光镊或光钳使得我们可以利用光束作为工具，去进行观察，转动，切，推或者拉的动作。在许多实验室中，光钳被广泛用于对生物过程的观察，比如蛋白质，分子马达，DNA或者细胞内部活动。

由光制成的工具

今年的获奖成就在激光物理领域产生了一场革命，我们现在可以用崭新的方法对极端微小的物体和超高速过程进行观察。先进的精细设备正在打开崭新的研究领域，并具有广阔的工业与医学应用前景。

亚瑟·阿什金发明的光镊使用激光光束来抓取粒子，原子以及分子。这种崭新的工具使阿什金得以讲一个古老的科幻梦想变成现实，那就是利用光的辐射压强去移动物理对象。他成功地操控激光束，使其接近光束的中心并在那里被囚禁住。这就是光镊。

一项关键性的突破出现在1987年，当时阿什金使用光镊在不对其造成伤害的情况下捕获了活体的细菌，随后他立即开始着手对生物系统的研究。今天，他发明的光镊技术已经被广泛应用于对生命机制的探索。

吉拉德·毛罗和多娜·斯蒂克兰德所做的工作为产生人类有史以来波长最短，能量最高的激光铺平了道路。他们的那篇开创性论文发表于1985年，这也是多娜·斯蒂克兰德博士论文的基础。

借助一种巧妙的方法，他们成功地在不损坏放大材料的基础上创造出超短波长，超高强度的激光。他们首先将激光波束在时间上拉伸，以便削弱其峰值强度，随后对其进行放大，最后再对其进行压缩。如果一段波束在时间上被压缩，变得波长更短，那么将会有更多的光被压缩到一个极小的空间内，此时该波束的强度就将急剧上升。

吉拉德·毛罗和多娜·斯蒂克兰德的这项新技术被称作“啁啾脉冲放大”（CPA），并很快被推广并成为产生超强激光束的标准技术。每年在全球各地开展的数百万例眼科激光手术中，就应用到了这项技术。

这些技术在不同领域的应用价值还尚未得到充分的探索。但是即便是在现在，这些技术的结合已经可以让我们在微观世界里到处探寻，并时刻铭记诺贝尔奖创建者诺贝尔先生的遗志：为了全人类的福祉。

去年诺贝尔物理学奖授予三位美国科学家，他们使用深奥理论和巧妙装置探测宇宙引力波。

获奖人：

唐纳·斯特里克兰（Donna Strickland），来自加拿大滑铁卢大学的国际著名光学专家、啁啾脉冲放大技术（Chirped Pulse Amplification， 简称CPA技术）发明者之一。她曾是加拿大国家研究中心的研究助理，劳伦斯利弗莫尔国家实验室的科学家和普林斯顿大学技术委员会委员。唐纳·斯特里克兰教授于1997年进入加拿大滑铁卢大学物理系，她曾获得过隆研究学者奖、科特雷尔学者奖和***杰出研究奖，她现在是美国光学学会的会士并曾于2013年度担任美国光学学会主席。

“我们必须为女性物理学家们欢呼，因为她们就在那里。我很骄傲我是她们之中的一员。”——多娜·斯蒂克兰

多娜·斯蒂克兰今天的获奖，使其成为继玛丽·居里（居里夫人，1903）以及玛利亚·梅耶（梅耶夫人，1963）之后，历史上第三位获得诺贝尔物理学奖的女性科学家。

亚瑟·阿什金Arthur Ashkin，出生于1922年9月2日，是美国科学家和诺贝尔奖得主，他曾在贝尔实验室和朗讯科技公司工作过。20世纪60年代后期，他开始使用激光操控微粒，1986年发明了光学镊子。同时，他还开创性研制光学捕获过程，最终用于操控原子、分子和生物细胞。该过程的关键在于光的辐射压力，该压力可以分解为光学梯度和散射力。阿什金被许多人认为是“光学镊子研究领域之父”。

1992年，阿什金从贝尔实验室退休，在他40年的职业生涯中，他参与了许多实验物理学领域的研究。多年以来，他撰写了许多研究论文，拥有47项专利。2003年，他被授予约瑟夫·吉时利测量科学进步奖；2004年，他被授予哈维奖。1984年，他被选入美国国家工程学院，1996年，他被选入美国国家科学院。目前，他继续在自己的家庭实验室工作。

吉拉德·毛罗（Gérard Albert Mourou）出生于1944年，他是一位法国科学家，也是电气工程、激光领域的先驱者。他和唐娜·斯特里克兰（Donna Strickland）共同发明了一种“脉冲放大技术（CPA）”。之后该技术被用于制造超强度脉冲、超高强度（万兆瓦等级）的激光脉冲。

1994年，毛隆和密歇根大学研究小组通过电离和稀疏空气中万兆瓦等级激光束，可以发现自聚焦折射和自衰减衍射之间的平衡。

2015年11月23日，毛隆出席了罗马尼亚首都布加勒斯特第三届圣诞讲座，他的报告主题是——“突破未知：极端光线，从科学到艺术。”

以下是关于诺贝尔物理学奖的一些趣事：

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、截至2017年，只有两名女性科学家获得物理学奖。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。

4、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。

5、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。

6、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。