作为20世纪人类重大发明之一，激光已经融入了我们经济社会的方方面面。2018年诺贝尔物理学奖就颁给了在激光物理领域做出突破贡献的3位科学家，由此可见激光的重要作用。本期，小编就来简单介绍一下激光，以及科学家基于激光所进行的一些有趣研究。

20世纪四大发明之一
 

激光与原子能、电脑、半导体并称为20世纪四大发明。从字面上解释，激光是指通过受激辐射对光进行放大。当一束光经过一个物体时，在某种特殊条件下能够发生受激辐射，辐射出来的光和入射光一模一样。这个过程就好像是通过一个光的克隆机，把入射光放大了。由于定向发光、亮度极高、颜色极纯、能量极大等特性，激光又被称为“最亮的光”“最准的尺”“最快的刀”。
 

早在1916年，美国著名物理学家爱因斯坦就发现了激光的原理，但直到1960年，第一台激光器才问世。此后经过不断发展，激光被广泛应用于光纤通信、美容、打印、眼科手术、武器和测距等领域。
2018年诺贝尔物理学奖得主之一阿什金，于上世纪80年代发明了光镊技术，利用聚焦的激光，像镊子一样把微小物体夹起来进行移动。如今，光镊已成为许多物理学家、化学家和生物学家必不可少的工具，帮助他们精确地操作原子、分子、细菌、病毒和细胞等，为研究微观现象开启了一扇大门。
 

2018年另外两位诺贝尔物理学奖得主穆鲁和斯特里克兰，于1985年发明了啁啾脉冲放大技术，得到了峰值功率极高的超短脉冲。这种峰值功率很高的超短激光能够精确地在不同材料上实现切割和钻孔，已广泛用于激光视力矫正手术以及精密加工，如手机的显示屏和内部精小部件。而在研究物质内部动态过程时，利用飞秒量级的激光脉冲可以对原子和分子进行拍照，让科学家们洞察微观世界的秘密。
随着科技的发展，科学家们基于激光还进行了更多有趣的研究。

NASA演示激光束传视频实验
 

2014年6月5日，美国航天局（NASA）宣布，该机构利用激光束把一段高清视频从国际空间站传送回地面，成功完成了一种可能根本性改变未来太空通信的技术演示。
 

这一通信试验名为“激光通信科学光学载荷”（OPALS）。据美国航天局发布的消息，在当天进行的技术演示中，一段时长37秒、名为“你好，世界！”的高清视频，只用了3.5秒就成功传回，相当于传输速率达到每秒50兆，而传统技术下载需要至少10分钟。
 

据美国航天局介绍，OPALS利用极为细小的激光束传输数据，速率可比现有基于无线电波的通信方式提高10倍到1000倍。“这就好比从拨号上网升级到了宽带上网。”负责这一项目的工程师波格丹·瓦伊德说。
 

OPALS项目经理马特·亚伯拉罕森在一份声明中说：“光通信已具有改变游戏规则的潜力。眼下，许多深空探测飞行任务在执行每秒200到400千比特的通信任务。OPALS将展示高达每秒50兆比特的传输速度，未来深空光通信系统甚至会提供每秒1000多兆比特的传速。”

备份人类重要信息至宇宙空间
 

2016年7月，英国《每日邮报》报道，研究人员提出了扩散人类生命基因蓝图和知识内容的一个激进计划。他们表示，使用激光发送信息至“宇宙云”，防止地球出现毁灭性的灾难，这样可以将地球和人类信息永久地保存。

这一计划叫作“人类之声”，旨在复制备份人类信息。研究小组负责人指出，“我们的长远目标是发送人类抵达太阳系之外的星球，最初我们使用激光传送数据，之后使用单向能量推动宇宙飞船，作为地球的使者，将地球人类文明的重要信息传送至宇宙”。
 

“在某种意义上，我们将备份人类信息，使用宇宙作为我们的‘云平台’”。“人类之声”计划的目的是表达所有人类的信息，使这些信息永久存在。
 

他们指出，希望使用单向能量推进相对飞行，从而确保首次星际任务的完成，并将宇宙飞船缩小至集成电路晶片大小。该计划创始人之一、美国加利福尼亚大学菲利普·卢宾(Philip Lubin)说：“我们有时会说：‘我们希望备份人类文明！’这并不是开玩笑，我们的确希望这样做，并且努力实现这一目标。”
 

据悉，卢宾还参与了“突破摄星计划”，这项投资1亿美元的项目将研制可以激光发射微型“晶片太空飞船”，它带有帆状结构，计划抵达半人马座阿尔法星和其他太阳系外星球。

用激光逆转老鼠的酒瘾
 

最近，来自美国斯克里普斯研究所的科学家们通过将激光照射到有酒精依赖的老鼠的大脑中，成功地让特定的神经元集群暂时失效。研究人员认为老鼠大脑中的某些神经元集群可能和它们的酒瘾有关联。

“这一发现是激动人心的。这意味着，我们对神经机制与酒精依赖之间的关系又多了一些了解。”斯克里普斯研究所副教授、该研究资深作者Oliver George说。
 

“在这项多学科的研究中，我们能够描述、定位和操纵负责控制过度饮酒的神经元的关键子集。”该研究的第一作者、斯克里普斯研究科学家Giordano de Guglielmo补充说。

研究人员称这一突破是“巨大的”，并揭示了“驱动特定的破坏性行为的大脑神经系统”。
 

尽管这种激光疗法短时间内还无法应用在人类身上，但是Oliver George认为，他们的最新发现将会为科学界打开一扇新的大门，让人们能够针对酒精上瘾开发出药物疗法，甚至是基因疗法。

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