2023諾獎 | 探索快到不可思議的電子世界
點擊： 作者：原原 來源：原理微信號 發布時間:2023-10-04 16:49:41
2023年的諾貝爾物理學獎頒發給了Pierre Agostini、Ferenc Krausz，和Anne L'Huillier，以表彰他們的實驗為人類探索原子和分子內的電子世界提供了新的工具。三位諾獎得主展示了一種制造極短的光脈沖的方法，這些光脈沖可以用于測量電子移動或能量變化的快速過程。
一只小小的蜂鳥每秒可以揮動翅膀80次，我們只能通過呼呼的聲響和模糊的影像來感知它的運動。對于人類的感官來說，快速的運動是模糊在一起的，我們無法觀察到那些在極短時間內發生的事件。因此，我們需要依靠技術手段來捕捉或描繪這些非常短暫的瞬間。
在電子世界，變化發生在十分之幾阿秒內。阿秒是一個極小的時間單位，一阿秒之于一秒，就像一秒之于宇宙的年齡。而三位獲獎者就通過實驗產生了非常短的、可以用阿秒來測量的光脈沖。他們用實驗展示了這些脈沖可以用來提供發生在原子和分子內部的過程的圖像。
1987年，L'Huillier發現當將紅外激光穿過惰性氣體時，會產生許多不同的光的泛音。在激光的每個周期中，每個泛音都具有特定的周期數。
它們是由激光與氣體中的原子相互作用引起的，能給一些電子額外的能量，然后以光的形式發射出去。L'Huillier延續了對這一現象的探索，為隨后的突破奠定了基礎。
2001年，Agostini成功地制造出了一系列連續的光脈沖，每個脈沖僅持續250阿秒。與此同時，Krausz正在進行另一項實驗，在他的實驗中，他可以分離出持續650阿秒的單一光脈沖。
這三位獲獎者的貢獻，使得人們得以對過去無法追蹤到的快速過程進行研究。
阿秒脈沖在許多不同領域都有潛在應用。例如，在電子學中，理解和控制電子在材料中的行為是至關重要的。阿秒脈沖也可以用來識別不同的分子，比如用在醫學診斷中。
作者：原原；來源： 原理微信號
責任編輯：向太陽
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