物理

Le prix Nobel de physique 2018 récompense la physique 的lasers

2018年诺贝尔物理学奖获得者été attribué conjointement à Arthur 阿什金 对于ses travaux sur les 光学镊子, et Gérard 穆鲁 et Donna Strickland 对于leurs avancées 在超短激光脉冲上。

菲利普·里博·格西佩
Arthur 阿什金, Gérard 穆鲁 et Donna Strickland. prix nobel 2018

发明à l'honneur cette année ont révolutionné la 激光物理学,并允许 d'观察难以置信的快速过程并处理无关的对象ê很小。这些新的公关手段écision ont ouvert 未开发的研究领域és et une multitude d'工业应用与技术édicales.

Arthur 阿什金, 的laboratoires Bell à Holmdel, aux États-Unis, a inventé les « pinces optiques », 的systèmes qui 允许'attraper des 颗粒,病毒和其他活细胞,以及ê我原子 激光。这个新工具使我们有可能éaliser un vieux rê科幻小说 : dé放置物理对象à l'辐射压力帮助 de 光ère.

嗯édiatement après l'1960年,Ashkin发明了第一台激光器é à expé这个新乐器的韵 ​​​​. Il s'est rendu compte qu'un laser serait l'cr的完美工具éer 光束ère capables de dé放置颗粒。 Il essaya d'illuminer 用sph的激光è透明资源'ordre du micromètre... et réussit tout de suite à让他们动起来。但是他注意到ères étaient poussées vers l'intérieur du faisceau, où la lumière est plus 整型ense. Bien qu'激光束保持非常ès focalisé, son 整型ensité dé实际上,是从半径的中心到边缘。缺点é产生的辐射压力é粒子上的e在î走向'轴。为了使粒子保持在光束方向, Ashkin 增加了强大的镜头 聚焦光线。的 petites sphères étaient dès lors attirées vers le point où l'intensité lumineuse était la plus forte, et y 资源taient piégées : la « pince optique » était née.

阿什金 tenta ensuite de capturer 的atomes avec sa 光学夹. C'est loin d'être facile : une pression de radiation plus 整型ense est nécessaire, et l'热搅拌 tendance à分散原子。 直到m的焦点é减慢原子速度并限制其体积的方法à赶上第一ère fois 的atomes avec une 光学夹, en 1986. 

阿什金 se tourna ensuite – un peu par chance – vers les systèmes biologiques :在1987年,他尝试捕获越来越小的粒子时,使用了é摩沙病毒样本ïque. Après les avoir laissé整夜'aperç但是大颗粒 se déplaç在光束中 : 的bactéries, qui avaient été attrapées dans le piè光学时代。但是,他们有été tuées通过使用的绿色激光é. À l'aide d'un laser infrarouge, moins puissant, 阿什金 réussit alors à capturer 的bactéries vivantes.

物理学家 s'est alors concentré sur l'étude 的bactéries et 的cellules vivantes avec les 光学镊子. Il a montré qu'il était même possible d'atteindre des élements à l'intérieur d'une cellule sans détruire sa membrane.

技术 的光学镊子 est maintenant largement utilisée pour é研究生活的机制。例如,它允许'é学习摩尔电机é亲戚般的目光ésine, une protéine qui « marche »沿着微管(« squelette » de la cellule).

Gérard 穆鲁, de l'É理工学校,以及 Donna Strickland,来自'Université 来自加拿大滑铁卢 ont 对于leur part ouvert la voie vers la réalisation 的impulsions laser les plus courtes et les plus 整型enses jamais créées.

灯ère laser est créée par une réaction en chaîne在其中的光粒子è,,光子,从光子产生更多的光子ême longeur d'onde, jusqu'à形成发光束ère cohérente – une impulsion.  Depuis l'激光的发明,1962年,研究人员尝试é de créer 的impulsions de plus en plus 整型enses. Mais au milieu 的anné在1980年,他们达到了极限 : en pratique, il é已经变得不可能'accroître encore l'intensité激光脉冲brèves sans dé销毁设备d'amplification.

1985年, Mourou et Strickland – son é学生,出版了à他的第一篇科学文章 –  ont proposé一种新技术,叫ée « amplification d'impulsions par dérive de fréquence » (chi脉冲放大,CPA), à la fois simple et élé手套:拿一个brève impulsion laser, étirez-là随着时间的流逝,放大它à et comprimez là再次。加长l'impulsion ré降低了创造力ête,这允许'放大而不会损坏设备。大号'然后压缩脉冲ée 在较短的时间内,这意味着'elle 然后在一个m中包含更多的光子ême espace : son 整型ensité augmente de façon spectaculaire.

技术 每次转化费用 a révolutionné la physique 的lasers. Elle est rapidement devenue la norme pour les lasers à haute 整型ensité ulté笑了,带路à在物理,化学和化学领域的许多应用édecine.

Par exemple, 的impulsions lasers puissantes et ultra-brèvres (de l'飞秒(10-15 秒),  permettent d'éclairer en temps ré原子与摩尔之间的过程écules dans 的ré化学作用。以前,人们只能比较'état précé牙齿和跟随é行动,没有在D中看到étail ce qu'它发生在期间。

Un laser de haute 整型ensité也可以更改属性étés de la matière frappée通过冲动,où dé切大公关écision 的maté里亚尔和生活组织。 例如,激光变得必不可少 dans les opérations de chirurgie oculaire. 

一个领域'application ré百是阿秒物理学,ù 的impulsions de moins d'une centaine d'阿秒(即10-16 secondes) 允许e voir et de contrôler le mouvement 的électrons autour d'u noyau atomique...

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