一束光,竟可以“拎起”微小物体
山西晚报·山河+发布时间:2026-09-18 10:00:38

你敢相信吗?不用手、不用镊子,单单一束光,就能隔空抓住物体、随意移动它。

  

在很多人的印象里,光只能用来照明、取暖。谁能想到,温柔的光线竟然拥有“抓东西”的本领?这个听起来超级科幻、像电影特效一样的操作,是真实存在的顶尖科学技术——光镊,也是拿下诺贝尔物理学奖的硬核黑科技。

  

很多同学第一反应肯定是:既然光能抓东西,那能不能用光束抓起橡皮、捡起铅笔?

  

这里必须纠正一个误区:光的力气,只对微观世界管用!

  

我们肉眼看到的阳光、灯光,力量特别微弱,落在身上毫无感觉。但光并不只有热量,它暗藏动量。简单说,光在运动的时候,自带一股微小的“冲击力”。科学家利用专业仪器,把一束激光高度聚焦、压缩成一个超级细小的光点,原本微不足道的力量瞬间集中,就形成了一把看不见、摸不着的“光学镊子”。

  

这把神奇的“光镊子”,专门用来抓我们看不见的小东西:细胞、细菌、血液微粒、微小DNA颗粒。凡是肉眼看不清的微观物体,它都可以稳稳困住、精准移动。

  

为什么科学家非要费劲用光抓东西?因为普通工具做不到!


  

生活里的镊子、夹子,碰到娇嫩的细胞,很容易挤压、破坏、损伤样本。而光镊最大的王牌就是——光束轻轻包裹住微观颗粒,不挤压、不伤害、无污染,温柔又精准,是生物实验室最宝贵的精密工具。

  

这项厉害的技术,来自科学家的一次脑洞大开。曾经所有人都默认“光只能照、不能移动物体”,但科学家偏偏不信邪。带着这个好奇,无数次实验打磨,最终诞生了光镊技术,并斩获2018年诺贝尔物理学奖。

  

如今这项科技早已不是国外专属,我国科研团队持续创新,不断升级光镊技术。从单一光束抓物体,升级成多光束、全息操控多个微观颗粒,精度更高、稳定性更强,广泛用于医学研究、病毒检测、生命科学探索。

  

其实,最神奇的科学,往往就藏在最普通的现象里。一束看似平平无奇的光,打破了人类对世界的固有认知。它告诉我们:不要被常识困住想象,大胆提问、勇于探索,普通的光影里,也藏着颠覆世界的科学奥秘。


知道多一点


光镊的力量,细微却珍贵


很多同学会好奇,既然光能抓东西,为什么抓不起橡皮、铅笔?其实光镊的力量极其微小,计量单位是“皮牛”,相当于一万亿分之一牛顿。

  

这份微弱的力量,推不动蚂蚁,更搬不动日常物品,却刚好适配细胞、微粒这类微观物体。

  

大家肯定会问:为什么不把激光调强一点,让它力气变大?如果盲目增强激光力度,一旦能量太高,激光产生的热量会直接烧坏脆弱的细胞样本。科学家必须小心翼翼调节光束强弱,找到一个刚刚好的平衡点——既能稳稳“抓住”微粒,又不会伤到它。

  

真正的高科技,未必声势浩大,细微精准的力量,同样能解锁伟大的科学突破。现在不少科研团队正在攻关新技术,尝试提升光镊的操控能力。别看它力气微弱,在微观世界里,它是无可替代的好帮手。


生活里藏着光镊的科学原理


高深的光镊技术,底层原理其实离我们并不远,在生活中就能找到雏形。

  

夏天用放大镜汇聚阳光,会形成一个明亮的光点,能烤热纸张、晒暖桌面,这就是光线汇聚能量的基础现象。光镊就是把这个原理升级、极致化:用专业透镜聚焦激光,把集中的能量和动量,转化为稳定的抓举力。

  

物理课上我们学过,运动的物体可以产生作用力。高速运动的光子也是如此,无数光子汇聚,就形成了能束缚微粒的力量。

  

所有顶尖的科学技术,都源于基础的物理规律。只要我们善于观察生活、吃透课本知识,就能看懂高端科技背后简单的科学逻辑。


从诺奖技术看少年科学探索


一束光的突破,拿下诺贝尔物理学奖。光镊的诞生,源自科学家一个简单的疑问:光能不能移动物体?

  

很多伟大的科技成果,最初都来自天马行空的想象。科学家没有被“光只能照明”的常识困住,而是坚持实验、反复打磨,最终把想象变成了改变科研领域的新技术。

  

如今,光镊技术还在不断迭代升级,我国青年科研团队持续创新,让这项技术拥有更多用途。这也告诉我们,科学探索永远没有终点。

  

作为新时代少年,我们不必畏惧高深的科技知识。保持好奇心、敢提问、爱探索,认真学好每一堂科学课,积累点滴知识,未来我们也能解锁更多科学奥秘,助力科技创新。




记者: 李婕
编辑: 张静玉
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