2023年诺贝尔物理学奖授予皮埃尔克劳斯和安妮吕利耶
2023-10-04 20:07:28 来源: 财经新闻网
财经新闻网消息：
瑞典皇家科学院常务秘书汉斯·埃勒格伦当天在皇家科学院会议厅公布了获奖名单和主要成就。 他表示，今年的获奖成果是实验方法，为人类探索原子和分子内的电子世界提供了新工具。
阿戈斯蒂尼是美国俄亥俄州立大学教授； 克劳斯是德国马克斯·普朗克量子光学研究所所长、德国慕尼黑大学教授； 卢利尔是瑞典隆德大学的教授。
有人这样形容阿秒光脉冲：“无论你怎么盯着它，你都绝对看不到它，因为它的持续时间太短了。” 1 阿秒有多短？ 目前，人类能够观测到的最长时间尺度是宇宙年龄——大约140亿年； 1 阿秒等于 10 减 18 秒。 换句话说，一阿秒与一秒相比，相当于一秒与宇宙年龄相比。
昨天，2023 年诺贝尔物理学奖授予皮埃尔·阿戈斯蒂尼 ( )、费伦茨·克劳斯 ( Kraus) 和安妮·卢利尔 (Anne )，以表彰他们“产生阿秒光脉冲的实验方法。物质的电子动力学”。这些实验为探索原子和电子内部的电子世界提供了新工具。分子，测量电子移动或改变能量的快速过程。
为基础科学研究提供新工具
“这个奖项是为了表彰三位物理学家的实验工作。安妮·卢利尔（Anne ）是第一个通过实验产生高次谐波平台光谱的人，这是产生阿秒光脉冲的实验技术的基础。另外两位科学家观察到了直接证据阿秒光脉冲的产生。”复旦大学物理系教授陶振声告诉记者。
为什么科学家要在如此短的时间内准备激光脉冲？ 上海交通大学物理与天文学院激光等离子体重点实验室教授何峰告诉记者，为了看到一些非常快的过程，比如子弹穿过苹果的瞬间，科学家发明了一台高速相机并用它捕捉那些转瞬即逝的瞬间。 一个转瞬即逝的过程。 在微观世界中，原子、分子等微观粒子的运动时间尺度比“子弹穿过苹果”要短得多。 为了清楚地看到这个过程，科学家们必须开发出一种“超快相机”，能够“清楚地看到”微观粒子——阿秒光脉冲的运动。
“想象一下相机的拍摄，快门将光线分成几段，阿秒光脉冲将时间缩短到10负18秒。通过光谱，我们可以看到电子围绕原子高速运动。在此之前，最快的激光只能达到10负15秒。” 陶振声表示，这为基础科学研究提供了强大的新工具。 以爱因斯坦获得诺贝尔奖的光电效应为例。 之前，人们并不知道光电效应到底发生了多长时间。 有了阿秒光脉冲，一切就变得清晰了。
未来潜在的应用价值
阿秒光脉冲未来有哪些潜在应用？
诺贝尔物理学委员会主席伊娃·奥尔森表示：“我们现在可以打开电子世界的大门。阿秒物理学使我们有机会了解电子控制机制。下一步将是开发它们。” 例如，在电子学中，了解和控制材料中电子的行为非常重要； 阿秒光脉冲还可用于医学诊断以识别不同的分子。
陶振声认为，它可以作为光波示波器，扩大通信带宽。
何峰表示，它是人类认识自然的眼睛，将在物理、化学、生物、材料科学等多个学科领域有着广泛而持久的应用。 以化学为例，化学反应涉及的化学键的合成和断裂本质上是带电粒子（电子、原子核）在阿秒时间尺度内的相互作用。 利用阿秒光脉冲，科学家有望“看清”各种化学反应的过程，从而了解反应机理，并在此基础上研究如何控制反应过程以获得新产品。
与化学研究类似，生物学、材料科学等学科的研究对象本质上是阿秒时间尺度内微观粒子的相互作用。 因此，阿秒光脉冲具有广泛而重要的应用价值，是人类研究微观世界的“神器”。
近年来，上海在光子科学领域建设了一批大型科学设施，包括产生阿秒光脉冲的实验平台。 中国科学家正在利用这种“国产”先进激光器进行前沿科技探索。
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