今年的诺贝尔物理学奖被授予美国俄亥俄州立大学名誉教授皮埃尔·阿戈斯蒂尼、德国马克斯·普朗克量子光学研究所教授费伦茨·克劳斯和瑞典隆德大学教授安妮·呂利耶，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。
什么是阿秒？阿秒物理学何以能得诺奖？近期，“阿秒是什么？解读2023年诺贝尔物理学奖圆桌论坛”在永利集团304am官方入口举行，此次诺贝尔物理学奖得主曾经的中国学生和合作者们聚集一堂，解读阿秒科学的发展历程和未来前景。
阿秒是迄今可以直接测量的最短时间单位
来自上海科技大学的主讲嘉宾彭鹏研究员曾在加拿大渥太华大学从事博士后研究，其专业方向就是阿秒科学。彭鹏在论坛上介绍说，时间是描述物质运动和变化的一个非常重要的物理量，我们在日常生活中会接触到很多的时间尺度，比如我们人眼的分辨率大概是24帧每秒，视频播放的速度通常也是24帧每秒.如果我们深入到微观世界，时间尺度就要小很多，是越小的物体它的运动就越快，比如光在1秒内可以绕地球走七圈半，但如果描述分子级别的运动，这个时间无疑是太长了，于是人们发明了更小的时间单位，如毫秒、微秒、纳秒、皮秒和飞秒（10的负15次方秒）。但如果要观察电子，飞秒还是不够短，于是阿秒应运而生。
“阿秒是10的负18次方秒，或者说是十亿分之一秒的十亿分之一，这是人类迄今可以直接测量的最短时间单位。这个时间到底有多短？1阿秒中光只能从水分子的一端传播到另一端。有了阿秒尺度的观测装置，科学家可以看见‘光’，可以获得阿秒脉冲信息以及物质内部电子运动的信息。这是阿秒的能力，不是其他学科能够替代的。”彭鹏说。
彭鹏具体讲述了阿秒脉冲的研究历程。今年的诺奖得主安妮•吕利耶在1987年首次发表了关于高次谐波（HHG）的实验结果，随后沃尔夫奖得主保罗·科克姆教授提出三步模型从理论上解释了高次谐波的基本性质。直到2001年，诺奖得主皮埃尔·阿戈斯蒂尼基于HHG成功制备并表征了阿秒脉冲串，每个脉冲仅持续250阿秒。与此同时，诺奖得主费伦茨•克劳斯教授在另一实验中产生了孤立阿秒脉冲。
阿秒科学的应用场景十分广阔
在彭鹏看来，这次阿秒物理学获得诺奖，只是一个序幕的拉开，“阿秒科学正处于一个新兴阶段，处于一个方兴未艾的时期，在宏观世界中物理化学乃至生物的各种反应，在微观世界中都是基本粒子在起作用，而在基本粒子里，电子是最轻的，最先出现反应的肯定是电子，如果有一天我们真正的可以实现电子运动的追踪乃至控制，这就意味着我们真的可以控制宏观世界里面发生的物理化学乃至生物的反应，这给各个学科会带来变革性的影响。”
据介绍，此次诺奖得主费伦茨·克劳斯，在做了阿秒脉冲的基础研究之后，把重心放到了血液检测上。他希望把对阿秒脉冲的计量方法拓展到血液检测中，希望带来一种超高灵敏度的检测技术。他做过一个实验：把一杯糖水的浓度不断稀释，稀释到现有所有商用检测手段都检测不出浓度后，再把它稀释1000倍，然后用费伦茨·克劳斯的方法还能检测出其含糖量。
诺奖得主发自内心热爱科学
永利集团304am官方入口光电信息与计算机工程学院教授、博士生导师刘一与诺奖得主安妮·呂利耶有合作关系。从2014年开始，双方就空气激光等相关课题展开合作，先后在安妮实验室进行过4次合作实验。刘一眼中的安妮温和、内敛，言辞不多，但非常有智慧。她对葡萄酒很有研究，能够分辨不同葡萄酒的年份。
华东师范大学研究员李辉曾于2013-2016年在诺奖得主费伦茨·克劳斯的阿秒物理团队获得博士学位。她在论坛上讲述了眼中的老师，“他和团队成员对科学真的是特别热爱，是发自内心的热爱。他们在实验室的时候，你在旁边就能感受到他们的这种热情，老师会不断地思考问题，该怎么去解决，他就是调动一切可能去解决问题！”
来源：上海科技报
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