阿秒光脉冲 一窥物质心跳

2023年诺贝尔物理奖得主Pierre Agostini(图左起)、Ferenc Krausz及 Anne L’Huillier 。(摘自瑞典皇家科学院诺贝尔奖官网)

法国学者亚谷斯蒂尼、匈牙利-奥地利学者克劳斯、法国-瑞典学者吕利耶共享2023年诺贝尔物理学奖,以表彰他们将产生「阿秒光脉冲」的实验方法用于研究物质的电子动力学。

3人的贡献在于阿秒(attosecond,符号as)物理学。阿秒是时间单位,为10的负18次方秒。阿秒物理学系指在阿秒之间的原子内物理现象,利用雷射产生的光子脉冲,揭示原子内部的情况。

诺贝尔奖官网表示,3名学者「提供一种创造极短光脉冲的方法,可测量电子移动或改变能量的快速过程,为人类探索电子世界提供了新工具」,就像「追踪到电子的快速舞蹈,让我们一窥物质的心跳」。这也是短脉冲、超快光学领域的第4座诺贝尔奖。

82岁的亚谷斯蒂尼任教于美国俄亥俄州州立大学。61岁的克劳斯是德国马克斯普朗克量子光学研究所与慕尼黑大学学者,他的研究团队产生并测量了第一个阿秒光脉冲,并用它来捕捉电子在原子中的运动,标志着阿秒物理学的诞生。吕利耶今年65岁,任教于瑞典隆德大学,2003年,成为第5位获得诺贝尔物理学奖的女性。

阳明交大生医光电研究所助理教授贾世璇说,全世界科学家均致力于找到捕捉物体移动瞬间的更快速技术,他比喻「阿秒」研究概念类似相机快门,能以超短的瞬间撷取到物体移动状态,逻辑相同于「超快光学」学理,以更精准的光控制强度雷射,能达到极为惊人的瞬时功率。

阳明交大电子物理所教授罗志伟说,阿秒光脉冲技术不仅可应用于雷射领域,以操控各种科学材料,包含电晶体元件、3C产品及电脑CPU核心组件等都能使用到相关技术,甚至可让绝缘体变成导体,以实现更高速的元件控制。