阿秒(miǎo)激光技(jì )術是否将成為(wèi)物(wù)理(lǐ)學(xué)的未來？

北京時間10月3日，瑞典皇家科(kē)學(xué)院宣布，2023年諾貝爾物(wù)理(lǐ)學(xué)獎授予三位科(kē)學(xué)家：美國(guó)俄亥俄州立大學(xué)教授皮埃爾·阿戈斯蒂尼 (Pierre Agostini)，匈牙利物(wù)理(lǐ)學(xué)家、德(dé)國(guó)慕尼黑大學(xué)馬克斯普朗克量子光學(xué)研究所的費倫茨·克勞斯 (Ferenc Krausz) ，以及法裔瑞典隆德(dé)大學(xué)教授安(ān)妮·呂利耶 (Anne L'Huillier)，以表彰他(tā)們“為(wèi)研究物(wù)質(zhì)中(zhōng)的電(diàn)子動力學(xué)而産(chǎn)生阿秒(miǎo)光脈沖的實驗方法”。

據悉，今年每項諾貝爾獎的獎金增加到1100萬瑞典克朗（約合717萬元人民(mín)币），上述三位科(kē)學(xué)家将平分(fēn)單項獎金。

事實上，物(wù)理(lǐ)學(xué)獎給予女科(kē)學(xué)家極為(wèi)罕見。此前隻有(yǒu)1903年獲獎的物(wù)理(lǐ)學(xué)家居裏夫人，1963年的旅美德(dé)國(guó)物(wù)理(lǐ)學(xué)家Maria Goppert-Mayer，2018年的加拿(ná)大科(kē)學(xué)家唐娜·斯特裏克蘭，以及2020年獲獎的美國(guó)天文(wén)學(xué)家安(ān)德(dé)烈娅·蓋茲 四位女科(kē)學(xué)家獲得諾貝爾物(wù)理(lǐ)學(xué)獎。

随着此次三位獲獎者的研究成果，即利用(yòng)阿秒(miǎo)（原秒(miǎo)）級的極短光脈沖技(jì )術，實時觀測電(diàn)子在原子内的運動或改變能(néng)量的快速過程，從而推動了光學(xué)成像、藥物(wù)溶解，生命反應、核爆、光電(diàn)子等技(jì )術領域的發展。

在以化石能(néng)源為(wèi)動力的現代交通工(gōng)具(jù)出現之前，馬作(zuò)為(wèi)最快的交通工(gōng)具(jù)已經為(wèi)人們服務(wù)了幾千年。千百年來，無數人好奇馬在奔跑過程中(zhōng)，是四腳騰空，還是始終有(yǒu)一蹄着地。

具(jù)體(tǐ)來說，電(diàn)影的時間分(fēn)辨能(néng)力一般是幾十幀也就是幾十毫秒(miǎo)量級（10-2s）。随着技(jì )術發展，如今的超高速攝影機可(kě)以達到微秒(miǎo)量級（10-6s）的時間分(fēn)辨能(néng)力，天文(wén)學(xué)家甚至需要達皮秒(miǎo)(1ps=10-12 s)、飛秒(miǎo) (1fs=10-15 s)，甚至阿秒(miǎo)(1 as=10-18 s)級别。

此次三位物(wù)理(lǐ)學(xué)獎得主的研究領域——阿秒(miǎo)光脈沖，則是一種發光持續時間極短的光脈沖，其脈沖寬度小(xiǎo)于1 fs。

阿秒(miǎo)光脈沖的重要性在于，通過提供超短的光脈沖技(jì )術，可(kě)提高觀測微觀粒子高速運動的時間分(fēn)辨率。例如，氫原子中(zhōng)電(diàn)子繞核一周的時間為(wèi)152 as，而觀察電(diàn)子繞原子核的運動需要超高的時間和空間分(fēn)辨率，使得人們能(néng)更準确地控制和理(lǐ)解原子至亞原子級的微觀世界，類似于高速相機捕捉快速事件如爆炸的氣球或飛速的子彈。

1987年，安(ān)妮·呂利耶 (Anne L'Huillier)發現，當她通過惰性氣體(tǐ)傳輸紅外激光時，會産(chǎn)生許多(duō)不同的光的泛音。每個泛音是一個光波，在激光光源中(zhōng)每個周期都有(yǒu)一定數量的周期。它們是由激光與氣體(tǐ)中(zhōng)的原子相互作(zuò)用(yòng)而産(chǎn)生的，激光給予一些電(diàn)子額外的能(néng)量，然後以光的形式反射出去。盧利爾繼續探索這一現象，為(wèi)後來的突破奠定了基礎。

除了第五位女性得主外，另外兩位2023年諾貝爾物(wù)理(lǐ)學(xué)獎得主，也都是推動阿秒(miǎo)光脈沖技(jì )術快速應用(yòng)與發展的重要人士。

不僅如此，利用(yòng)阿秒(miǎo)光脈沖技(jì )術，還可(kě)以觀察到比如閃電(diàn)産(chǎn)生，藥物(wù)溶解，生命反應等人眼無法分(fēn)辨的瞬态現象，同時可(kě)以幫助人類控制導彈發射、核爆等工(gōng)程過程，均發揮着重要作(zuò)用(yòng)。

阿秒(miǎo)光脈沖這種超快分(fēn)辨的技(jì )術能(néng)力，已經為(wèi)研究電(diàn)子動力學(xué)技(jì )術發展打開了大門。

據瑞典著名(míng)化學(xué)家、企業家、發明家諾貝爾（Alfred Nobel）的遺願，該獎由諾貝爾基金會管理(lǐ)，由瑞典皇家科(kē)學(xué)院選出5名(míng)成員組成一個委員會來評選出獲獎者。諾貝爾物(wù)理(lǐ)學(xué)獎于1901年首次頒發給德(dé)國(guó)的威廉·倫琴。

截至2022年底，諾貝爾基金會的投資資本已經達到57.99億瑞典克朗（約合37.83億元）。

法新(xīn)社稱，這将是諾貝爾獎一百多(duō)年曆史上的最高獎金金額，而最初諾貝爾遺産(chǎn)僅3100萬瑞典克朗（今天約合17.02億瑞典克朗）。

至今，諾貝爾獎已經走過120多(duō)年，成為(wèi)了全球最受關注的頂尖科(kē)學(xué)獎項，長(cháng)遠(yuǎn)地激勵着人類的科(kē)學(xué)進步。

2022年：阿蘭·阿派克特 (Alain Aspect)、約翰·F·克勞瑟 (John F. Clauser)和安(ān)東·蔡林格 (Anton Zeilinger) 三人“因糾纏光子實驗、違反貝爾不等式并開創了量子信息科(kē)學(xué)”而獲獎，屬于原子分(fēn)子與光物(wù)理(lǐ)學(xué)(AMO)。

2021年：美德(dé)意三位科(kē)學(xué)家因“對人們理(lǐ)解複雜物(wù)理(lǐ)系統的開創性貢獻”而獲獎，源于統計物(wù)理(lǐ)和複雜系統領域。其中(zhōng)，美籍日裔科(kē)學(xué)家Syukuro Manabe、德(dé)國(guó)科(kē)學(xué)家Klaus Hasselmann的獲獎理(lǐ)由是“物(wù)理(lǐ)模拟地球氣候，量化變化和可(kě)靠地預測全球變暖”；意大利科(kē)學(xué)家Giorgio Parisi的獲獎理(lǐ)由是“發現從原子到行星尺度的物(wù)理(lǐ)系統的無序和波動的相互作(zuò)用(yòng)”。

2019年：美國(guó)科(kē)學(xué)家James Peebles獲獎，獲獎理(lǐ)由是“在物(wù)理(lǐ)宇宙學(xué)的理(lǐ)論發現”；另外兩位獲獎者是瑞士科(kē)學(xué)家Michel Mayor和Didier Queloz，獲獎理(lǐ)由是“發現了一顆圍繞類太陽恒星運行的系外行星”。

2015年：日本科(kē)學(xué)家Takaaki Kajita和加拿(ná)大科(kē)學(xué)家Arthur B. McDonald獲獎，獲獎理(lǐ)由是“發現了中(zhōng)微子振蕩，表明中(zhōng)微子具(jù)有(yǒu)質(zhì)量”。

钛媒體(tǐ)app了解到，10月4日（周三）将公(gōng)布諾貝爾化學(xué)獎，諾貝爾文(wén)學(xué)獎将于5日公(gōng)布，諾貝爾和平獎将于6日公(gōng)布，經濟學(xué)獎将于10月9日公(gōng)布。今年諾貝爾獎得主将于12月10日諾貝爾逝世周年紀念日的典禮上接受現場頒獎。