瑞典皇家科学院3日宣布,将2023年诺贝尔物理学奖授予皮埃尔·阿戈斯蒂尼、费伦茨·克劳斯和安妮·吕利耶三位科学家,以表彰他们“为研究物质中的电子动力学而产生阿秒光脉冲的实验方法”。
什么是阿秒?1阿秒是10的负18次方秒,也就是十亿分之一秒的十亿分之一。
在物质的微观世界,原子运动的时间尺度是飞秒,用激光脉冲(飞秒激光)可以观察。电子运动的时间尺度是阿秒,光脉冲观察下模糊不清。
如何让光脉冲达到阿秒级?1987年,吕利耶在法国实验用一束红外激光穿过惰性气体,结果产生的谐波比之前更多更强。她在20世纪90年代继续探索这种效应,为下一个实验突破奠定了基础。
三位科学家连续的突破表明,阿秒脉冲可以观察和测量,并且也可以用于新的实验。如今,“阿秒物理学”的世界已经打开,可以产生的光脉冲达到几十阿秒量级,这些“超级快门”可以用来观察电子的运动、探测原子和分子的详细结构,也可以用在医疗诊断中识别不同的分子。