2023諾貝爾物理獎得主Pierre Agostini、Ferenc Krausz 與 Anne L’Huillier

  • 物理新新聞
  • 撰文者:張鳳吟譯
  • 發文日期:2023-10-04
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瑞典皇家科學院決議將2023年諾貝爾物理獎頒發給

皮耶.阿戈斯提尼(Pierre Agostini)
The Ohio State University, Columbus, USA

費倫茨.克勞斯(Ferenc Krausz)
Max Planck Institute of Quantum Optics, Garching and Ludwig-Maximilians-Universität München, Germany

安妮.呂利耶(Anne L’Huillier)
Lund University, Sweden

以表彰他們產生阿秒光脈衝的實驗方法,用來研究物質的電子動力學。

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圖片來源:THE NOBEL PRIZE

光的實驗捕捉最短的時刻

    三位2023年諾貝爾物理學獎得主因他們的實驗獲得表彰,其給予人類探索原子與分子內部電子世界的新工具。Pierre Agostini、Ferenc Krausz 與 Anne L’Huillier 展示創造極短光脈衝的方式,可用來測量電子運動或改變能量的快速過程。

    快速移動的事件在人的感知裡是互相流動的,就像由靜止影像組成的電影被視為是連續的動作,如果我們想要調查非常短暫的事件,就需要特殊的技術。在電子的世界裡,變化發生在數個十分之一個阿秒(attosecond,\( 10^{-18}\)秒)內,而阿秒非常之短,一秒內的阿秒數和宇宙誕生以來的秒數一樣多。

    獲獎者的實驗所產生的光脈衝非常短,短到用阿秒來測量,因此證明這些脈衝可用來提供原子與分子內過程的影像。

    1987年,Anne L’Huillier 發現將紅外雷射光穿過惰性氣體時,會產生光的許多不同倍頻(overtones),這些倍頻是每個雷射光週期的給定週期數的光波,它們產生於雷射光與氣體原子的交互作用,其給予一些電子額外的能量,接著以光的形式發射。Anne L’Huillier持續探索這個現象,為後續的突破奠定基礎。

    2001年,Pierre Agostini 成功產生並研究一連串連續的光脈衝,其中每個脈衝僅維持250阿秒。在同時, Ferenc Krausz正進行另一種類型實驗,這實驗可分離出持續650阿秒的單一光脈衝。

獲獎者的貢獻使我們得以研究之前不可能跟隨的快速過程。

    諾貝爾委員會主席Eva Olsson表示:「我們現在能開啟通往電子世界的大門,阿秒物理學給予我們機會了解由電子支配的機制,下一步將是利用它們。」

    在許多不同領域都有可能的應用,譬如說在電子學中,了解與控制電子在材料裡的行為非常重要,而阿秒脈衝也可用來辨識不同的分子,像是在醫學診斷裡。

 

文章翻譯自Nobel Prize

https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2023/press-release/