(斯德哥尔摩3日讯)瑞典皇家科学院周二下午宣布,将2023年诺贝尔物理学奖授予美国俄亥俄州立大学名誉教授阿戈斯蒂尼(Pierre Agostini)、德国马克斯普朗克量子光学研究所教授克劳斯(Ferenc Krausz)和瑞典隆德大学教授吕利耶(Anne L'Huillier),三人平分1100万瑞典克朗(约469万3600令吉)的奖金,以表彰他们在“产生阿秒光脉冲以研究物质中电子动力学的实验方法”方面所做出的贡献。
根据瑞典皇家科学院的新闻稿,3位得主的研究,为人类探索原子和分子内的电子世界提供了新工具。他们展示了一种产生极短光脉冲的方法,可用于测量电子移动或改变能量的快速过程。
当人类感知时,快速移动的事件会相互流动,就像由静止影像组成的电影,被感知为连续的活动一样。若要调查非常短暂的事件,就需要特殊的技术。在电子世界中,变化发生在十分之几阿秒(attosecond)内。一秒钟里包含的这种时间单位数量,要比宇宙诞生以来的秒数一样多。
3位得主的实验产生了如此短的光脉冲,可以以阿秒为单位进行测量,从而证明这些脉冲可用于提供原子和分子内部过程的图像。
1987年,吕利耶发现当她透过惰性气体传输红外线雷射时,会产生许多不同的光泛音。每个泛音都是一个光波,雷射中每个周期都有给定的周期数。它们由雷射与气体中的原子相互作用引起;它给一些电子额外的能量,然后以光的形式发射出来。吕利耶继续探索这一现象,为后续的突破奠定了基础。
值得一提的是,吕利耶是第5位获得诺贝尔物理学奖的女性。
2001年,阿戈斯蒂尼成功产生并研究了一系列连续的光脉冲,其中每个脉冲仅持续250阿秒。同时,克劳斯则进行另一种类型的实验,分离出持续650阿秒的单一光脉冲。
新闻稿指,3位得主的贡献使得对以前无法追踪的快速过程的研究成为可能。诺贝尔物理学委员会主席奥尔森说:“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的机制。下一步将是利用它们。”
3位得主的研究在许多不同领域都有潜在的应用。以电子领域为例,了解和控制电子在材料中的行为非常重要。阿秒脉冲也可用于识别不同的分子,例如在医学诊断中。