就在剛剛，2023年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)出爐了。

獲獎(jiǎng)?wù)呤荘ierre Agostini，F(xiàn)erenc Krausz和Anne L‘Huillier，理由是他們研究出了一種產(chǎn)生極短光脈沖的方法，可用于測(cè)量電子移動(dòng)或能量變化的快速過程。

他們的實(shí)驗(yàn)，為人類提供了探索原子和分子內(nèi)部電子世界的全新工具，意義重大。

獎(jiǎng)金金額為1100萬瑞典克朗（ 約合715萬人民幣），將由三位獲獎(jiǎng)?wù)咂骄峙洹?/span>

光實(shí)驗(yàn)，捕捉最短的瞬間

當(dāng)人類感知到快速移動(dòng)的物質(zhì)時(shí)，它們會(huì)相互流動(dòng)，這個(gè)原理就好像靜止圖像組成的電影看起來像連續(xù)運(yùn)動(dòng)一樣。

如果我們想調(diào)查真正短暫的事件，我們需要特殊的技術(shù)。

在電子世界中，變化發(fā)生在零點(diǎn)幾阿秒內(nèi)——一阿秒是如此之短，以至于一秒鐘內(nèi)的變化，與宇宙誕生以來的幾秒鐘內(nèi)的一樣多。

阿秒是國際單位制中的時(shí)間單位，等于1×10^(?18) 秒。

電子的運(yùn)動(dòng)

而Pierre Agostini，F(xiàn)erenc Krausz和Anne L‘Huillier的實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生了如此短的光脈沖，以至于這些光脈沖可以以阿秒為單位進(jìn)行測(cè)量，從而證明這些脈沖可用于提供原子和分子內(nèi)部過程的圖像。

1987年，Anne L'Huillier發(fā)現(xiàn)，當(dāng)她將紅外激光穿過惰性氣體時(shí)，會(huì)產(chǎn)生許多不同的泛音。

每個(gè)泛音都是一個(gè)光波，激光中的每個(gè)周期都有一定數(shù)量的循環(huán)。

它們是由激光與氣體中的原子相互作用引起的。其中，激光給一些電子額外的能量，然后這些電子就會(huì)以光的形式發(fā)射出來。

泛音

Anne L'Huillier一直在探索這一現(xiàn)象，為隨后的突破奠定了基礎(chǔ)。

2001年，Pierre Agostini成功地產(chǎn)生了一系列連續(xù)的光脈沖，其中每個(gè)脈沖僅持續(xù)250阿秒。

激光與氣體中的原子相互作用

與此同時(shí)，F(xiàn)erenc Krausz正在研究另一種類型的實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)可以分離出持續(xù)650阿秒的單個(gè)光脈沖。

實(shí)驗(yàn)設(shè)置示例

獲獎(jiǎng)?wù)叩呢暙I(xiàn)使得能夠?qū)σ郧盁o法遵循的快速過程進(jìn)行調(diào)查。

他們的貢獻(xiàn)，使得我們的實(shí)驗(yàn)速度達(dá)到了以前想象不到的程度。

諾貝爾物理學(xué)委員會(huì)主席Eva Olsson表示——

我們現(xiàn)在可以打開通往電子世界的大門。阿秒物理學(xué)讓我們有機(jī)會(huì)理解由電子控制的機(jī)制。下一步，我們就可以利用它們。

三位的發(fā)現(xiàn)，在不同領(lǐng)域都有潛在的應(yīng)用空間。

在電子學(xué)中，我們可以由此了解和控制電子在材料中的行為。在醫(yī)學(xué)診斷中，我們可以利用阿秒脈沖識(shí)別不同的分子。

獲獎(jiǎng)人介紹

Pierre Agostini

1968年獲法國艾克斯-馬賽大學(xué)博士學(xué)位，現(xiàn)任美國俄亥俄州立大學(xué)教授。

Pierre Agostini在艾克斯-馬賽大學(xué)完成學(xué)業(yè)后，成為了法國原子能委員會(huì)薩克雷分會(huì)的一名研究員，并一直工作到2002年。

在此期間，他曾在南加州大學(xué)、阿姆斯特丹 FOM 和 BNL 擔(dān)任訪問學(xué)者。在擔(dān)任了一系列其他訪問學(xué)者職位后，他于 2005 年來到俄亥俄州立大學(xué)，擔(dān)任物理學(xué)教授。

他曾獲得荷蘭OM頒發(fā)的Joop Los獎(jiǎng)，2007年獲得OSA的William F. Meggers獎(jiǎng)。

2008年，他當(dāng)選為OSA會(huì)員，理由是他領(lǐng)導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)為研究原子和分子在強(qiáng)紅外激光脈沖下的非線性響應(yīng)動(dòng)力學(xué)提供了重要見解。

Ferenc Krausz

1962年出生于匈牙利莫爾，1991年獲維也納工業(yè)大學(xué)博士學(xué)位，現(xiàn)任德國馬克斯-普朗克量子光學(xué)研究所所長(zhǎng)、慕尼黑大學(xué)教授。

2001年，F(xiàn)erenc Krausz和他的團(tuán)隊(duì)首次成功地通過實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生并測(cè)量了長(zhǎng)度僅為阿秒的單個(gè)極紫外光閃光。

這一成果標(biāo)志著阿秒物理學(xué)的開端，并樹立了科學(xué)界的一個(gè)里程碑。

阿秒級(jí)閃光首次使電子的超快運(yùn)動(dòng)變得清晰可見，可以說是拍攝到了電子的超快運(yùn)動(dòng)。

憑借著對(duì)阿秒物理學(xué)的貢獻(xiàn)，F(xiàn)erenc Krausz于2022年榮獲沃爾夫獎(jiǎng)。

Anne L’Huillier

Anne L'Huillier現(xiàn)任瑞典隆德大學(xué)教授，研究領(lǐng)域是短強(qiáng)激光場(chǎng)與原子之間的相互作用。

1958年，Anne L'Huillier出生于法國巴黎，1986年獲法國皮埃爾和瑪麗·居里大學(xué)博士學(xué)位，并于同年獲得了法國原子能委員會(huì)的長(zhǎng)期研究員職位。

她分別于1986年和1988年，在瑞典查爾姆斯理工大學(xué)和美國南加州大學(xué)做博士后研究。

1993年，她來到勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室擔(dān)任訪問科學(xué)家。

1995年，她成為隆德大學(xué)副教授，1997年被任命為物理學(xué)教授。

自2004年起，她成為瑞典皇家科學(xué)院院士。

2022年，Anne L'Huillier與Ferenc Krausz、Paul Corkum一起，獲得了沃爾夫獎(jiǎng)。