生活中的诺贝尔奖

作者: 桥英

印象中,获得诺贝尔奖的研究成果都离我们的生活非常遥远,可望而不可即,如2023年获得诺贝尔物理学奖的“量子点”,获得诺贝尔化学奖的“阿秒光脉冲”。其实,这些诺贝尔奖研究成果与我们的生活息息相关。

纳米尺度的“神奇”材料

瑞典皇家科学院宣布将2023年诺贝尔化学奖授予蒙吉·巴文迪、路易斯·布鲁斯和阿列克谢·叶基莫夫,以表彰他们在发现与合成量子点方面所作的贡献。

那么,什么是量子点呢?量子点比2022年获得诺贝尔物理学奖的“量子纠缠”更好理解。量子点,又称半导体纳米晶,不同尺寸的量子点会发出不同颜色的光,每一个量子点通常由数千原子组成,因此它还有个别称叫“人造原子”。早在20世纪90年代,量子点的概念就已经被提出。过去十年里,量子点已经被应用于我们的生活中。在电视机的显示屏上,红、绿、蓝三基色量子点具有优异的色纯度和色准度,能让液晶电视显示屏呈现最佳色彩。

量子点虽小,但它的应用前景十分广阔。除了能够提供背景光以照亮电脑显示器和电视机显示屏幕外,化学家还能用它来绘制生物组织图,医生可以借助量子点精确地切除肿瘤……在不久的将来,我们或许可以在更多的场合看到量子点的身影。

超快速度的微观“相机”

做过近视手术的人或许知道“飞秒”,但很少人听过“阿秒”。2023年诺贝尔物理学奖就颁发给了“为研究物质中的电子动力学而创造了阿秒激光脉冲的实验方法”的3个科学家。飞秒也叫毫微微秒,是标衡时间长短的一种计量单位。1飞秒只有1秒的1 000万亿分之一,而1阿秒只有1飞秒的千分之一。在具体的比例上,用人们熟悉的时间单位进行比对1阿秒与1秒的关系,相当于1秒之于 317.1亿年。

肯定会有人好奇,这么短的时间单位能应用在生活的哪些方面呢?其实,“阿秒”相当于摄像机,用来帮助人们观测微观世界中粒子的超快运动。举个例子,2023年的杭州亚运会上,假设中国乒乓球运动员击球的反应速度是0.5秒每次,赛场四周的观众用肉眼就可以清晰看到运动员击球的全过程;观众难以用肉眼捕捉中国射击队运动员射中10环的瞬间,但赛场导播用高速摄像机拍摄后,观众可以欣赏以慢动作呈现的画面。相比之下,自然界微观世界的粒子运动速度更快,甚至无法被高速摄像机捕捉,而阿秒激光脉冲就是比高速摄像机更快的“摄像机”。

当拥有阿秒激光脉冲这一超速“摄像机”后,我们可以通过这台“摄像机”进一步认识微观世界,拍摄到化学反应、分子尺度和原子尺度的运动,更好地揭示分子与原子之间的相互作用和动力学过程。我们可以想象,在化学、医学、生物学等领域,阿秒激光脉冲未来可期。

科学研究是用来造福人类社会的,弗朗西斯·培根说:“科学的真正的与合理的目的在于造福于人类生活,用新的发明和财富丰富人类生活。”诺贝尔奖通过表彰对人类作出最大贡献的人士,推动科学进步和技术革新,为人们的美好生活提供助力。

上一篇: 会游泳的红石头
下一篇: 泰山有“虫二”

经典小说推荐

杂志订阅