2024-04-17
开云阿瑟·阿什金：生物学领域可能会因为用光镊做出的伟大工作而获得一次诺贝尔奖—新闻—科学网
阿瑟 阿什金被很多人以为是 光学捕捉 之父，他是激光科学范畴的伟人之一。阿什金于贝尔试验室长达40年的卓着职业生活生计中，发明了怎样让激光推、拉以及捉住微小物体，如小介电粒子、细胞以及DNA等生物份子。于其最闻名的试验中，阿什金以及朱棣文和其他互助者仅用光冷却以及捕捉单个原子。 阿什金生在1922年，于美国纽约布鲁克林长年夜。他到哥伦比亚年夜学攻读本科，于那里他还做一位技能职员为美国军方雷达装备打造磁控管。于年夜二时，他应征插手二战，但导师席德 米尔曼（Sid Millman）打了个德律风，把阿什金列入了 征兵准备队 ，患上以让他于残剩的战役期间继承于试验室事情。 战后，阿什金服从哥哥的提议去了康奈尔年夜学。他的哥哥是一名核物理学家，曾经与均于康奈尔年夜学事情的理查德 费曼（Richard Feynman）以及汉斯 贝特（Hans Bethe）一路介入曼哈顿规划。阿什金也学过核物理，但终极决议不踏入该范畴，由于他哥哥已经经太出名了。 我被称为 阿什金的弟弟阿什金 。 他说。 同时，米尔曼搬到了贝尔试验室，这里是根蒂根基科学研究的巨大营垒。1958年，激光的前身 微波激射器就于这里被发现。完成玻士学位后，阿什金获得了米尔曼的约请。1952年，他最先于新泽西州默里山的试验室研究微波。1961年，他转向激光，最先研究参量振荡器以及光纤的非线性特征。 然而，阿什金最年夜的成绩来自在对于辐射压力的研究 光以及其他情势的辐射会对于物体孕育发生作使劲的不雅点。1967年，他搬到贝尔试验室下属的Holmdel试验室，他发明可以用激光束将小型（微米巨细）乳胶球推入水中。他还发明，这些球体从光束的边沿被拉到中央，鞭策了捕捉。 随后，阿什金将另外一束光束从另外一边聚焦到球体上。这两束光将球体固定于原地，造成了第一个光学陷阱。阿什金1970年于《物理评论快报》上揭晓了这一研究成果。 阿什金的胡想是捕获原子，但他碰到了坚苦，由于没法让原子充足冷却，从而于任什么时候间长度捕捉它们。1975年，特奥多尔 亨施（Theodor Hansch）以及阿瑟 肖洛（Arthur Schawlow）提出了一个要害的不雅点，即原子可用多普勒效应冷却，该效应也被用在警用雷达、风暴追踪和确定到宇宙中遥远天体的间隔。该技能被称为 光学糖蜜 。科罗拉多年夜学玻尔德分校的约翰 霍尔（John Hall）以及同事开发了主要的技能来实现����APP这个设法。 借助这些新技能，阿什金、新同事朱棣文以及试验室里的其别人在1984年最先了一项试验，以冷却以及捕捉一组原子。于测验考试捕获原子以前，朱棣文提出一个开端的试验研究光学糖蜜冷却方案。该团队乐成将一组500个钠原子冷却到300微开尔文，并连续了数秒。然后，他们举行了另外一项试验，使用 光镊 陷阱捕捉冷却的原子，用一束激光经由过程透镜聚焦。该团队于1986年的《物理评论快报》上揭晓了研究成果，此中包孕揭晓于该刊上的第一张彩色照片。这是世界上第一个不变的、三维的、彻底光学的原子捕集器。比尔 菲利普斯（Bill Phillips）及其于马里兰州盖瑟斯堡国度尺度局（现为国度尺度以及技能研究所）的同事于此前不久乐成用磁性捕捉了原子，但密度要低患上多。 朱棣文继承使用冷却的原子创举了一个 原子喷泉 ，它被用在年夜幅提高原子钟的精度以及重力加快度的试验丈量，并终极与菲利普斯以及理论物理学家克劳德 科恩-坦努吉（Claude Cohen-Tannoudji）一路得到了诺贝尔奖。2001年，埃里克 康奈尔（Eric Cornell）、沃尔夫冈 凯特勒（Wolfgang Ketterle）以及卡尔 威曼（Carl Wieman）因研究博色-爱因斯坦凝结而得到诺贝尔奖。 同时，阿什金则专一在使用光镊捕获以及研究各类各样的生物，包孕烟草花叶病毒、各类细菌、红细胞以及藻类动物，并且不会毁伤它们。他继承摸索内部细胞布局，用光镊把持细胞质以及细胞器，并将其描写为 内部细胞手术的一种情势 。 阿什金成长的光镊技能带来了生物物理研究的年夜发作，孕育发生了愈来愈切确的丈量和对于微型生物体系的操作。科学家已经经研究了卖力细胞内运输的份子马达的运动，并不雅察了RNA份子于DNA模板上的运动，其分辩率低在1纳米 比光学显微镜要超出跨越数百倍。其他研究团队使用光镊丈量微管以及肌动卵白微丝等细胞内身分的特征，发明新物种，和研究感染病生物体怎样进犯康健细胞。 我想生物学范畴可能会由于用光镊做出的巨大事情而得到一次诺贝尔奖。 阿什金说。他于1997年写的一篇评论文章中描写了许多这方面的事情。阿什金还写了一本书，叫作《哄骗激光举行光学捕捉以及中性粒子把持》。 阿什金1992年从贝尔试验室退休，但他于本身的家庭试验室里依然活跃，那里配备了他漫长而富有成效的职业生活生计中曾经使用过的一些装备。他博得了一长串的奖项以及声誉，他是美国光学学会、美国物理学会、美国电气与电子项目师协会以及美国科学促成会的会员。2009年，他被授予光学协会声誉会员。他拥有47项专利，并新申请了别的两项专利。于思索科学洞察力的素质时，他说： 起首你是怎样得到哪些设法的？这一点最难。 不外，阿什金必定有许多好点子。（冯维维译） 相干文章来历：http://www.laserfest.org/lasers/pioneers/ashkin.cfm/开云
