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开云官方网站众望所归！20电子元件23年诺贝尔物理学奖授予“为电子按下快门”的三位科学家
2023-10-03 22:18:45
北京时间周二傍晚，瑞典皇家科学院召开发布会，宣布将2023年诺贝尔物理学奖授予 俄亥俄州立大学的
在颁奖之前，业界也普遍预期阿秒物理学是今年的大热门。作为“诺奖风向标”，去年的沃尔夫物理奖也颁给了费伦茨·克劳修斯、安妮·吕伊利埃，以及渥太华大学的Paul Corkum教授，以表彰他们“对超快激光科学和阿秒物理学的开创性贡献”。
值得一提的是，吕伊利埃是诺贝尔物理学奖历史上第五位得奖的女性科学家，在周二组委会给她打电话通知获奖时，正在学校里讲课的她还多次按掉组委会的来电。
与我们熟悉的秒一样，阿秒（attosecond）也是一种时间单位，计量上为10⁻¹⁸秒（0.001秒），足以见得跨度之短暂。诺贝尔奖官方表示，这三名科学家展示了一种创造极短光脉冲的方法，这些光脉冲可以用来测量电子移动或能量变化的快速过程开云官方网站。电子的移动速度非常快，一度被认为是“无法追踪的运动”，而阿秒物理学则打破了这种不可能。
这一切的开端要从1987年开始说起，安妮·吕伊利埃当时发现，在红外激光通过稀有气体时，会产生许多不同的光的泛音。它们是由激光与气体中的原子相互作用引起，这种作用给予一些电子额外的能量，然后以光的形式发射出来开云官方网站。随后吕伊利埃继续探索这一现象，为后续的突破奠定了基础。
在2001年，皮埃尔·阿戈斯蒂尼成功地产生并研究了一系列连续的光脉冲，每个脉冲只持续250阿秒。与此同时，费伦茨·克劳修斯在另一种类型的实验中，成功分离出可持续650阿秒的单个光脉冲，使得光脉冲宽度达到阿秒量级。这些科学家的努力，也使得人类能够在极短的时间尺度上研究各种物理、化学和生物过程，并且在医学、工业制造等领域展现出了潜在价值。
诺贝尔物理学奖评选委员会主席伊娃·奥尔森评价称：“现在我们可以打开通往电子世界的大门。阿秒物理学给了我们理解电子支配机制的机会，下一步将是利用它们。”
在解释超短光脉冲的作用时，科学家们最喜欢举的例子是“相机快门”，不同尺度的脉冲正是“按下快门的速度”。上世纪80年代，人类将脉冲激光的宽度推进至飞秒领域，得以解锁对分子和原子运动的观察，而阿秒激光则能让人类观察分子和原子中电子的运动。
美国物理协会主席、芝加哥大学教授Bob Rosner解读称，就像建房子一样，我们能够观察到地基、墙壁和房顶逐步搭起，而分子的组装也有这样的顺序，阿秒激光使我们能够观察分子组装的过程。
在实际的应用领域，阿秒激光也在众多领域具有突出的应用价值，例如在医学成像中可以展现出更高的分辨率，而股民们非常熟悉的“飞秒（视力矫正）手术”也有希望进一步提高切割的精度电子元件，另外在光学材料、半导体等领域也大有可为。由于阿秒物理学研究的是电子运动，所以可以说世间万物都能在这项技术的助力下走上更高的台阶。
