阿拉伯世界开辟阿秒科学前哨

沙特阿拉伯国王大学校长巴德兰·奥马尔(左)和阿卜杜拉·阿泽(Abdallah Azzeer)出席了阿托塞特科学实验室的开幕式。资料来源:Thorsten Naeser

最近，在沙特阿拉伯最古老和最大的大学里建立了一个最先进的激光设备。这在阿拉伯世界还是第一次。该设备的发射将推进沙特阿拉伯成为科学领袖的雄心，并与要求一些文化调整的西方科学家建立合作关系。

沙特国王大学(KSU)位于沙特首都利雅得。它的Asas科学实验室有一台Asas激光器，可以产生超短波脉冲。这些光脉冲只能持续几阿秒(1阿秒=10-18秒)，但是当它们在原子内以类似的方式快速移动时，它们可以成像不可见的电子。阿秒激光发明于2001年，目前存在于世界各地的数十个地方。沙特阿拉伯的设备是与德国马克斯·普朗克量子光学研究所(MPQ)和慕尼黑大学于2008年开始合作的结果。其中，MPQ有自己的纳秒激光。

令人兴奋的是，朝日科学的*现在在海湾国家有了自己的“前哨”马克斯·伯恩研究所的原子物理学家奥尔加·斯米尔诺娃说。

沙特阿拉伯以其石油财富而闻名。然而，在2002年，*决定将科学作为促进经济多元化的关键。其战略包括增加金融投资和与领先的外国研究机构建立合作关系。这似乎是可行的。根据荷兰莱顿大学的影响指标——SNIP，沙特阿拉伯的研究质量已经超过了土耳其和伊朗。负责国家科学、技术和创新计划的桑特王子表示，自2002年以来，科学援助增加了一倍，而沙特阿拉伯正处于良性发展过程中，力争在20世纪20年代中期达到西方水平。

2001年，MPQ的费伦茨·克劳斯领导的团队报道了第一个阿秒激光脉冲后，阿秒激光很快成为原子物理学中最基本的工具。克劳斯目前负责朝日科学实验室。

从那以后，激光进入了分子科学领域，包括凝聚态物质系统和分子生物学。它们被用来研究电子的运动如何刺激分子结构的变化。"它们为分析物质的内部运行机制提供了近乎完美的锋利“手术刀”. "英国伦敦帝国理工学院的激光物理学家约翰·蒂施说。

对于KSU激光器，第一个计划的实验之一是研究黑色素原子的电子行为。黑色素最广为人知的功能是保护皮肤免受太阳紫外线的伤害。没有人知道为什么紫外光子撞击分子时通常不能破坏分子中的化学键。然而，据推测黑色素电子可以重新分配和扩散它们的能量。KSU的实验将通过开发极短的高强度紫外脉冲来激发电子来验证这一假设，电子随后将被阿秒激光捕获。

与沙特阿拉伯的合作给了克劳斯进入一个全新领域的机会。他将与去年来到KSU并领导他的国家综合癌症中心的肿瘤学家让-马克·纳霍尔茨合作，利用激光产生的红外光脉冲分析癌症患者血液样本中的蛋白质和核酸。他们的目标是寻找可以诊断癌症、预测治疗反应或未来癌症发生的分子“指纹”。

克劳斯说，这种红外光源的价值在于，放置在桌面上的激光系统可以在病人床边开发和使用。目前，这种辐射的唯一来源是同步加速器，但这需要昂贵的大规模基础设施。由于克劳斯在这一领域的经验很少，因此在德国很难获得这种医疗应用的资金。

妇女在沙特社会和教育中的地位以及该国的*记录对合作成员构成了巨大挑战。在成立于1957年的KSU，男女学生分布在不同的校园。负责KSU激光合作工作的阿卜杜拉·阿泽尔说，没有禁止女性进入新实验室的规定，但是男女混合与文化规范相冲突。"我们将作出特殊安排，以确保他们有同样的机会."Azzeer认为，一种可能性是训练女博士生操作这些仪器，然后指导那些父母不希望她们参加混合班的女大学生。

在KSU时代，克劳斯必须适应这种在独立环境中工作的方式。所有的讲座都在男生校园举行，然后是女生校园。克劳斯仍然记得当他第一次用扩音器收到一个女学生的空问题时，他非常惊讶的表情。

克劳斯说，他一直在思考如何与沙特阿拉伯合作。作为一名匈牙利人，1987年他25岁时去了西方国家。克劳斯在2008年末第一次访问了KSU。他真的被对科学的热情所感动。“感觉像是一场小革命正在发生。”他说，“我想知道如果同样的情况发生在匈牙利，我会有什么感受。也许我会留在匈牙利。”(宗华)

《中国科学新闻》(国际，第三版，2015年3月9日)

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