亚瑟·阿斯金(Arthur Ashkin)被誉为光学捕获之父,他可以用聚焦激光束操控原子和细胞等各种大小不等的粒子。2018年,时年96岁的阿斯金凭借“光学镊子及其在生物系统中的应用”成为当年诺贝尔物理学奖的获奖者之一。在光的作用力领域,他的发现具有开创性。2020年9月21日,阿斯金溘然长逝,享年98岁。
今天,光学镊子是生物学研究不可或缺的工具。它们可以测量物质的运动,其精度达到原子直径的水平,还可以用来测量利用单个载能分子——腺嘌呤核苷三磷酸(ATP)的化学能所产生的力。
阿斯金出生于纽约布鲁克林,他与其兄长尤利乌斯(Julius)自学了物理和微积分,并由大家庭筹资进入哥伦比亚大学求学。大二时,美国卷入第二次世界大战,阿斯金的导师西德尼·米尔曼(Sidney Millman)说服军方将其留在哥伦比亚大学,从事雷达技术工作。之后,阿斯金进入康奈尔大学攻读博士学位,在那里准确测量出了电子-电子和电子-正电子散射的角相关性,从而验证了全量子电动力学(相对)理论。后来,他在米尔曼的邀请下,加盟贝尔实验室,并在那里一直工作到1992年退休。
从童年时代起,阿斯金就对光产生的力痴迷不已。20世纪60年代中期,他获悉来自加拿大多伦多大学的埃里克·罗森(Eric Rawson)阐述了微小的尘埃粒子如何被困于氦氖激光腔内的光束中。阿斯金对此感到好奇,便将激光束聚焦到浸入水中直径仅为数微米的乳胶球上。水将球体冷却,从而消除了热辐射力,但粒子仍然被吸入高强度的光束中。……