[9月2日]科学历史上的今天——阿瑟·阿什金（Arthur Ashkin）

2022-09-02 02:09

1922年9月2日，阿瑟·阿什金（Arthur Ashkin）出生于美国纽约市。他发明光镊，他开创的光学捕捉方法，可用来操纵原子、分子和生物细胞。

阿什金的父母从乌克兰移民到美国，父亲在曼哈顿运营一家牙科实验室。阿什金就学于哥伦比亚大学，并成为该大学辐射实验室的技师，为军方制造雷达系统所需要的磁控管。他1947获得物理学学士学位。然后他到康奈尔大学学习核物理。阿什金的哥哥尤利乌斯·阿什金（Julius Ashkin）参与过曼哈顿计划，阿什金因此结识了当时在康奈尔的汉斯·贝特（Hans Bethe）, 理查德·费曼（Richard Feynman）。他于1952年获得博士学位。

阿什金受到当年哥伦比亚大学的导师习得·弥尔曼（Sidney Millman）的邀请，来到贝尔实验室工作。阿什金一开始主要研究微波，1960年代随着激光的发明，他开始研究非线性光学、光纤、参数振荡器、参数放大器等。

阿什金实现了两道激光束可将微米尺寸的圆球囚禁在特定的位置，这是世界上第一个光阱，他将这一实验结果发表于1970年的物理评论快报。阿什金进一步提议，同理可用聚焦的激光将原子陷俘。由于无法足够降低温度，原子很快逃逸，阿什金因此没能成功完成该实验。1975年，特奥多尔·亨施（Theodor Hänsch）与阿瑟·肖洛（Arthur Schawlow）提议，使用多普勒效应可以将原子冷却。约翰·霍尔的实验团队也发展出很多相关的技术。利用这些技术让朱棣文率先成功地首先制成稳定的原子阱，并因此获得了1997年诺贝尔物理学奖。阿什金于2018年与热拉尔·穆鲁（Gérard Mourou）和唐娜·斯特里克兰（Donna Strickland）分享了诺贝尔物理奖。

阿什金发明的使用激光来陷俘微粒子的技术被称为光镊。用光镊来陷俘与研究各种生物（病毒、细菌、红血球、海藻等），不会对样品造成损伤。阿什金还用光镊探查细胞内部结构，进行像操纵细胞质或细胞器一类的“细胞内部手术”。这一技术的发明，大大推动了生物物理学研究。

阿什金于2020年去世，时年98岁。