欢迎访问betway必威官网公司网站!


科学 / 生命科学

MENU

科学 / 生命科学

诺贝尔物理学奖揭晓,55年来首位女性

点击: 73 次  来源:http://www.010zws.com 时间:2020-01-05

55年来首次有女性获得该奖项

图片 1

据诺贝尔奖官网消息,瑞典斯德哥尔摩当地时间2日中午,瑞典皇家科学院将2018年诺贝尔物理学奖授予美国学者Arthur Ashkin, 法国学者Gerard Mourou和加拿大学者Donna Strickland,以表彰他们在激光物理学领域的奠基性工作。

北京时间10月2日下午5时52分,2018年诺贝尔物理学奖揭晓。获奖者为美国科学家阿瑟阿什金、法国科学家热拉尔穆鲁和加拿大科学家唐娜斯特里克兰。获奖理由是表彰3人在激光物理学领域所作出的开创性发明。

10月2日,瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩举行新闻发布会,公布2018年诺贝尔物理学奖获得者。

据悉,他们将获得金质奖章、证书,并分享900万瑞典克朗的奖金。其中,2018年诺贝尔物理学奖将一半授予Arthur Ashkin用于光学镊子及其在生物系统中的应用;另一半授予Grard Mourou和Donna Strickland,为他们生成高强度,超短光脉冲的方法。

阿瑟阿什金已经96岁,是迄今年龄最大的获奖者。唐娜斯特里克兰是55年来首次有女性获得诺贝尔物理学奖,从而将该奖项的女性获奖者增至3人。

据诺贝尔奖官网,北京时间10月2日17时50分许,瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布,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·穆鲁和加拿大科学家唐娜·斯特里克兰,以表彰他们“在激光物理领域的突破性发明”。他们将获得金质奖章、证书,3名科学家将分享900万瑞典克朗奖金,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。

自1901年至2017年,诺贝尔物理学奖项已经颁发111次,其中,1916年、1931年、1934年、1940年、1941年和1942年这6年未颁奖。

2018年诺贝尔物理学奖被授予激光物理学领域开创性的发明,其中一半奖金授予美国贝尔实验室科学家阿瑟阿什金,因其在光学镊子及其在生物系统中的应用领域所做的工作;另一半奖金由法国巴黎综合理工学院科学家热拉尔穆鲁和加拿大滑铁卢大学科学家唐娜斯特里克兰共同分享,以表彰他们在产生高强度、超短光脉冲方法方面的工作。

阿斯金的贡献为“光学镊子及其在生物系统的应用”,莫罗和唐娜的贡献为“产生高强度超短光学脉冲的方法”。值得一提的是,唐娜·斯特里克兰成为了继玛丽·居里和玛丽亚·格佩特-梅耶之后的第三名女性物理诺奖得主,也是55年以来首位获得该奖项的女性。今年的获奖研究为激光物理学带来革命性的变化。阿什金发明的光镊工具能够“夹”住微小如原子、病毒以及活细胞等物体。

在207名诺贝尔物理学奖获奖者中,仅有两名女性,是六个诺贝尔奖项中女性获奖人次第二少。其中一位女性获奖者,玛丽亚格佩特-梅耶(Maria Goeppert-Mayer)曾经说过,物理学只不过是解谜而已,但他们解答的是大自然所创造的谜题。

美国科学家阿瑟阿什金

据诺贝尔奖官方推特介绍,今年的获奖研究彻底改变了激光物理学:极小的物体和令人难以置信的快速过程现在出现在新的光线中。先进的精密仪器开拓出尚未探索的研究领域以及大量工业和医学应用。

法国科学家热拉尔穆鲁

获得2018年诺贝尔物理学奖奖的亚瑟·阿什金有一个梦想:让光束发挥移动物体的活动。他实现了自己的梦想,创造了“光阱”,即众所周知的光镊。

加拿大科学家唐娜斯特里克兰

阿什金的光镊用他们的激光束抓取粒子、原子和分子,因此可以检查和操纵病毒、细菌和其他活细胞,而不对它们造成损害。这创造了观察和控制生命机制的新机会。

今年获奖的发明给激光物理学带来了革命性的变化。极其微小的物体和令人难以置信的快速过程正从一个新的角度被观察到。先进的精密仪器正在开启尚未开发的研究领域以及大量的工业和医疗应用。

科幻小说已经成为现实。光镊使得用光来观察、旋转、切割、推动成为可能。在许多实验室,激光镊被用来研究生物过程,如蛋白质,分子马达,DNA或细胞的内部生命。

阿瑟阿什金于1922年在美国纽约出生在纽约布鲁克林长大。他到哥伦比亚大学读书,在那里还做一名技术人员为美国军方的雷达设备制造磁控管。在大二时,他应征加入二战,但导师席德米尔曼打了个电话,把阿什金列入了征兵预备队,得以让阿什金在剩余的战争时期继续在实验室工作。1952年从康奈尔大学获得博士学位。

另外两名获奖者,热拉尔·穆鲁和唐娜·斯特里克兰的研究则为人类创造出最短、最强烈的激光脉冲铺平了道路。他们开发的技术开辟了新的研究领域,并带来广泛的工业和医疗应用。

阿瑟阿什金发明了一种光学镊子,可以用激光手指抓取粒子、原子、病毒和其他活体细胞。新工具让阿什金实现了科幻小说中的一个古老梦想利用光的辐射压力移动物体。他成功让激光将小粒子推向光束中心,并将它们固定在那里。光学镊子由此被发明。1987年,阿什金取得了重大突破,他用镊子在不伤害活细菌的情况下捕获了它们。他立即开始研究生物系统,现在光学镊子已被广泛用于研究生命的机制。阿什金在贝尔实验室长达40年的卓越职业生涯中,发现了如何让激光推、拉和抓住微小物体,如小介电粒子、细胞和DNA等生物分子。

穆鲁和斯特里克兰的技术被称为“啁啾脉冲放大”。它采取一个短的激光脉冲,延长它的时间,扩大并再次将其挤压在一起。超锐利的激光束使人们能够极其精确地在各种材料上切割或钻孔——甚至在有生命的物质中也是如此。每年数以百万计的眼科手术都采用了这种最锐利的激光束。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,应用于众多领域,例如目前广泛开展的激光视力矫正手术。

巴黎综合理工学院名誉教授热拉尔穆鲁于1944年出生在法国阿尔贝维尔,1973年获得博士学位。唐娜斯特里克兰于1959年出生在加拿大贵湖,1989年从美国罗彻斯特大学获得博士学位。

96岁科学家仍在忙新研究

热拉尔穆鲁在2012年获得法国荣誉军团勋章和2016年弗雷德里克艾夫斯奖章之后,今年又获得了美国物理学会的荣誉,被授予阿瑟伦纳德肖洛激光科学奖,以表彰他在基础科学领域做出的杰出贡献,即利用激光在推进材料的基本物理性质及其与光的相互作用的知识方面所做的杰出贡献。

阿瑟·阿什金今年已经96岁高龄了,他在接到瑞典皇家科学院的通知电话时说,他暂时不能接受采访,因为他正在非常忙碌地进行一项最新的研究。据《卫报》报道,阿什金曾一度抱怨,诺贝尔物理学奖忽视了他的科研发现。

穆鲁和学生唐娜斯特里克兰是被称为啁啾脉冲放大技术的共同发明人。该技术使短激光脉冲放大到极高的峰值功率成为可能,可达到万亿瓦级。它彻底改变了激光科学领域,并在物理学的不同分支中找到了新的用武之地,包括核物理和粒子物理。它还适用于医学领域,在眼科和白内障屈光手术方面取得了新进展。他们的革命性文章发表于1985年,并且构成了斯特里克兰博士论文的基础。

据美国激光节组委会网站介绍,阿瑟·阿什金在纽约布鲁克林长大,随后顺利地进入哥伦比亚大学读书,在那里他曾作为技术人员为美国军方的雷达设备制造磁控管。在大二时,他应征加入二战,但导师席德·米尔曼因看重阿什金的才华,把他列入了“征兵预备队”,得以让阿什金在剩余的战争时期继续在实验室工作。从哥大毕业后,阿什金考入康奈尔大学攻读核子物理学,最终获得博士学位。经人推荐,他进入贝尔实验室工作,那里从成立至今一直是世界上成就最突出的企业研发机构之一。

无数的应用领域还没有完全开发出来。但即使是现在,这些著名的发明也让人们能够以阿尔弗雷德诺贝尔的最佳精神在微观世界中上下求索为人类带来最大的利益。

在20世纪60年代,第一台激光器发明之后,阿什金立即开始在纽约郊外的贝尔实验室中试验这台新设备。他意识到激光可以作为利用光束移动微小粒子的一种完美工具。此后他开始用激光操纵微粒的工作,这导致1986年光镊的发明。许多人称他为光镊研究领域之父。

三位女性获奖者

喜欢在滑雪时思考科研问题

从1901年到2018年,女性共获得诺贝尔奖物理学奖3次。

热拉尔·穆鲁是法国电气工程和激光领域的先驱,他于1944年出生于法国阿尔贝维尔,1973年从巴黎大学获得博士学位,随后前往美国,在圣地亚哥州立大学从事博士后工作。1979年至1988年,穆鲁担任罗彻斯特大学的教授,并在此期间完成了得奖成果:啁啾脉冲放大。他在接受《卫报》采访时说,他喜欢在滑雪时思考问题,他常常去布里斯托尔山滑雪度假村滑雪,在运动过程中往往能够解决一些科研上想不通的问题。

其他两次分别为玛丽居里和皮埃尔居里分享了1903年诺贝尔物理学奖的一半奖金,原因是他们对亨利贝克勒尔教授发现的辐射现象进行联合研究。

据BBC报道,去年穆鲁还与台湾大学物理学教授合作,提出利用镭射和纳米技术,打造“类比黑洞”,希望能解决悬宕40年未决的黑洞信息遗失悖论。

玛丽亚格佩特-梅耶和汉斯延森获得了1963年诺贝尔物理学奖的一半奖金,以表彰他们对核壳层结构的相关发现。

居里夫人后第三位女性获奖者

玛丽居里

“这太疯狂了!” 斯特里克兰在接到瑞典皇家科学院的电话时脱口而出这句话。唐娜·斯特里克兰是历史上第三位获得诺贝尔物理学奖的女性。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此奖,而另一位则是居里夫人。

玛丽亚格佩特-梅耶

斯特里克兰是一位自称为“激光运动员”的人。她的研究领域受到尊敬,但竞争激烈,她的研究内容关乎谁能得到“最短的脉冲,最高的能量,最高的平均功率”。斯特里克兰于1997年进入加拿大滑铁卢大学物理系,她曾获得过科特雷尔学者奖和总理杰出研究奖。她在美国罗彻斯特大学获得博士学位,导师正是同样获得今年诺贝尔物理学奖的热拉尔·穆鲁教授。

相关专题:2018年诺贝尔奖

据滑铁卢大学网站介绍,她和穆鲁教授在20多年前就开始研究“啁啾调频脉冲放大”,她回忆起第一次参观激光实验室时,认为激光的颜色就像圣诞树。她说:“研究激光的一部分乐趣就在于与五颜六色的激光一起玩耍。”由于斯特里克兰“对超快激光和光学科学的开创性贡献,特别是啁啾调频脉冲放大和超快非线性光学”,她最近被任命为美国光学学会会员。

3位得奖者研究领域均很“微小”

中科院光学工程博士高辉分析称,今年物理学奖颁发给三位激光领域的科学家,而这三位科学家所做的研究都可以用“微小”来形容。这里说的“微小”并不是指他们的贡献微小,而是指他们的研究领域。首先是美国科学家阿什金的“光镊”技术,光镊的基本原理与光的作用力有关。科幻电影中常常有这样的情节,外星人通过一束蓝色的光将地球上的生物体吸入飞船里,其实利用光来实现“隔空移物”就是“光镊效应”。光子虽然没有静止质量,但是有动量和能量。因此光照射在物体上,也是会有力的作用的。但是光镊技术目前仅仅能对微观物体进行操纵,无法对宏观物体进行操纵。其实,光镊技术还没有进入大规模应用的阶段,它还是一个尚待发展的技术,目前主要应用范围是高精尖的研究领域,与我们的日常生活还比较遥远,但是它未来的愿景是非常好的。光镊技术还有望与人工智能技术结合,能够产生一个自动分拣组装的流水线。

热拉尔·穆鲁和唐娜·斯特里克兰主要贡献是在脉冲激光领域。根据脉冲时间的长短,脉冲激光器可以分为纳秒、皮秒和飞秒多种。脉冲激光器由于具有极高的功率,因此可以轻松融化甚至气化包括金属在内的许多材料,又可以产生很强的光学非线性效应。当脉冲小到飞秒这种量级的时候,是一种冷加工,它非常安全,比如在包括眼科手术等医学方面的应用上非常有前途。其实脉冲激光的应用极其广泛,比如机械加工、光声探测、物体的表面形貌处理、微区3D打印等方面。例如中国的智能制造计划中,就有很多方面需要使用此类脉冲激光器。

激光物理领域的理论进步和工业上的技术进步,对光学领域都能产生促进作用。而激光物理方面的工业成就能够很好地反哺光学领域的发展,比如光学加工,光学器件的迭代。

获奖者简历

美国物理学家阿瑟·阿什金生于1922年,今年已经96岁,为史上年龄最大的获奖者。他曾在贝尔实验室工作。上世纪60年代末,阿什金开始了利用激光操纵微粒的研究工作,并在1986年发明了光镊。他还开创了最终用于操纵原子、分子和生物细胞的光学俘获过程。因此,阿什金被广泛视为“光镊之父”。

此外,阿什金的工作还为华裔物理学奖朱棣文冷却和俘获原子的工作奠定了基础,后者凭此获得了1997年的诺贝尔物理学奖。

阿什金毕业于哥伦比亚大学物理专业,随后前往康奈尔大学完成核物理博士学业。在40年的职业生涯后,阿什金于1992年从贝尔实验室退休,并继续在家里的实验室工作。

热拉尔·穆鲁是法国电子工程和激光领域的先驱,美国密歇根大学荣誉退休教授,也是该校超快光学中心的创始主任。

1967年,穆鲁在格勒诺布尔大学完成本科学业,随后于1973年在巴黎第六大学获得博士学位。三十年来,穆鲁开创了超快激光领域及其在科学、工程和医学领域的应用。其中最重要的发明是在纽约州罗切斯特大学与唐娜·斯特里克兰共同开发的啁啾脉冲放大技术。

唐娜·斯特里克兰来自加拿大,1989年在罗切斯特大学获得博士学位,导师即为热拉尔·穆鲁。毕业后,斯特里克兰曾任普林斯顿光子学和光电子材料高级技术中心的技术人员。如今,斯特里克兰是加拿大滑铁卢大学物理系的副教授。

值得注意的是,斯特里克兰是第三位获得诺贝尔物理学奖的女性,也是55年以来首位获得该奖项的女性。Twitter用户为此纷纷向她表示祝贺,并倡议其所任职的滑铁卢大学提拔她为正职。

1903年,出生于波兰的居里夫人与丈夫因对放射性物质的研究共同获得诺贝尔物理学奖,成首位获得这项荣誉的女性。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该奖。

据诺贝尔奖官网介绍,物理学是诺贝尔1895年在他的遗嘱中第一个提到的颁奖领域,“在19世纪末,许多人认为物理学是最重要的科学,也许诺贝尔也是这样认为的。他自己的研究也与物理学密切相关。”

诺贝尔物理学奖由瑞典皇家科学院颁发。自1901年至2017年,诺贝尔物理学奖共颁发111次。其中,47次授予了一名科学家,32次授予了两名科学家,32次授予了三名科学家。

史上共有207人次获得这一奖项,其中就不乏华人的身影。

1956年,31岁的李政道和35岁的杨振宁提出“李-杨假说”,成功挑战爱因斯坦理论,被认为是现代物理学的重大突破,于1957年同时获得诺贝尔物理学奖。

1976年,美籍华裔科学家丁肇中与另一美国物理学家伯顿·里克特因发现一种新的基本粒子,获得诺贝尔物理学奖。

1997年,美籍华裔朱棣文与克劳德·科恩-坦诺奇、威廉姆·菲利普斯三人因“发展了用雷射冷却和捕获原子的方法”共同获得诺贝尔物理学奖。

1998年,美籍华人崔琦与两位美国物理学家因发现了“分数量子霍尔现象”,使人们对量子现象的认识更进一步,获当年诺贝尔物理学奖。

2009年,英国华裔科学家高琨因在光学通讯上取得的开创性成就,获当年诺贝尔物理学奖。今年9月23日,高锟在香港辞世,享年84岁。

目前获奖者获奖时的平均年龄为55岁,最年轻的25岁,为英国物理学家劳伦斯·布拉格,其因X射线晶体结构的研究于1915年获奖;最年长的88岁,美国科学家雷蒙德·戴维斯2002年获奖时已经88岁。

目前仅有一对夫妻档——居里夫妇获得这一奖项。1903年皮埃尔·居里、玛丽·居里因对放射性物质的研究,共同获奖。此外,共有4对父子档曾获得诺贝尔物理学奖,其中威廉·布拉格与劳伦斯·布拉格于1915年同时获奖。

文章来源:界面