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2018年，举世瞩目的诺贝尔物理奖颁授给了在激光物理学领域做出伟大贡献的三位科学家，其中一位是美国物理学家阿瑟·阿什金。他一直工作于美国贝尔实验室，在上世纪60年代，就开始致力于利用激光操纵微粒子的研究工作；他获奖的原因是“光镊及其在生物系统中的应用”。 那么，什么是光镊（OpticalTweezers）呢？ 激光聚集可形成光阱（使进入的光无法逃出的状态，如使用黑色无反射表面将光完全吸收的理想状态），微小物体受光压而被束缚在光阱处。我们可以移动光束使微小物体随光阱移动，从而可在显微镜下对微小物体(如病毒、细菌以及细胞组分等)完成移位或手术操作。光镊又酷似一个光学陷阱，又被称为单光束梯度力光阱。我们平常使用的金属镊子，可以人为施加一定外力钳住细小物体；而捕获微小粒子的光镊可以形成一个特别光场，微粒受到该光场的作用能达到“被钳住”的效果，然后可以移动光束来迁移微粒。上述过程中工作的光场，确实就像一把实用的镊子吧。 光镊自从1986年被阿瑟·阿什金用于开展生物系统研究以来，一直为生命科学的研究提供了广泛帮助，生物体内的大量微观操控得以实现。但需要注意的是，为了减少对生物体的损伤，用于操控形成光镊效应的激光需要处于红外工作波段。阿瑟·阿什金就曾经用光镊微观操控过活细胞、细菌和病毒等生物活性微粒子；更加神奇的是，他还在不破坏细胞膜的条件下，采用光镊深入到细胞体内部，测量了细胞器微观输运的驱动过程。因此，光镊的作用体现在：它可作为高灵敏度的力学传感器和高精确的微观工具，能够进行细胞和生物大分子之间相互作用的定量测量，还能够有效地操控生物体内的微观粒子。 当然，如果你也能创造发明一种神奇的工具，用以探究人们感兴趣的微观领域，并能够对微观粒子完成某种有效可靠的操作，我深信，你也可以得到诺贝尔物理奖哦。获奖本身也许不重要，重要的是，人类的认知如果深入到微观领域，还会发现更多有趣的现象，完成更多革命性的科研工作。 |
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