2023年諾貝爾物理學獎得主：Pierre Agostini、Ferenc Krausz和Anne L'Huillier

2023年度的諾貝爾物理學獎正式揭曉。

北京時間10月3日，瑞典皇家科學院宣布，2023年諾貝爾物理學獎授予三位科學家：美國俄亥俄州立大學教授皮埃爾·阿戈斯蒂尼 (Pierre Agostini)，匈牙利物理學家、德國慕尼黑大學馬克斯普朗克量子光學研究所的費倫茨·克勞斯 (Ferenc Krausz) ，以及法裔瑞典隆德大學教授安妮·呂利耶 (Anne L'Huillier)，以表彰他們“為研究物質中的電子動力學而產生阿秒光脈沖的實驗方法”。

據悉，今年每項諾貝爾獎的獎金增加到1100萬瑞典克朗（約合717萬元人民幣），上述三位科學家將平分單項獎金。

值得注意的是，今年的諾貝爾物理學獎迎來了第5位女性得主、現(xiàn)年64歲的安妮·呂利耶（Anne L'Huillier）教授。

事實上，物理學獎給予女科學家極為罕見。此前只有1903年獲獎的物理學家居里夫人，1963年的旅美德國物理學家Maria Goppert-Mayer，2018年的加拿大科學家唐娜·斯特里克蘭，以及2020年獲獎的美國天文學家安德烈婭·蓋茲 四位女科學家獲得諾貝爾物理學獎。

隨著此次三位獲獎者的研究成果，即利用阿秒（原秒）級的極短光脈沖技術，實時觀測電子在原子內的運動或改變能量的快速過程，從而推動了光學成像、藥物溶解，生命反應、核爆、光電子等技術領域的發(fā)展。

那么，新的阿秒光脈沖激光技術能否成為物理學的未來？

在最短時間尺度上探索最小粒子

在以化石能源為動力的現(xiàn)代交通工具出現(xiàn)之前，馬作為最快的交通工具已經為人們服務了幾千年。千百年來，無數人好奇馬在奔跑過程中，是四腳騰空，還是始終有一蹄著地。

隨后，人們就開始考慮用照相技術來解決這一問題。1878年，為了研究馬的跑步姿勢，Leland Stanford通過快速控制照相機的快門開關，拍下了世界上第一個“電影”，即一組賽馬奔跑的照片，確定了馬匹在奔跑中四蹄是全部離地的。因此，在這個事件中，照相機接收到的信號實際上是一個一個地光脈沖，這和后來的超快激光有著異曲同工之處。

而隨著光測技術的提升，空間的距離開始通過光的傳播進行測量，即實現(xiàn)更快的快門實現(xiàn)空間分辨率的提升。

具體來說，電影的時間分辨能力一般是幾十幀也就是幾十毫秒量級（10-2s）。隨著技術發(fā)展，如今的超高速攝影機可以達到微秒量級（10-6s）的時間分辨能力，天文學家甚至需要達皮秒(1ps=10-12 s)、飛秒 (1fs=10-15 s)，甚至阿秒(1 as=10-18 s)級別。

此次三位物理學獎得主的研究領域——阿秒光脈沖，則是一種發(fā)光持續(xù)時間極短的光脈沖，其脈沖寬度小于1 fs。

阿秒光脈沖的重要性在于，通過提供超短的光脈沖技術，可提高觀測微觀粒子高速運動的時間分辨率。例如，氫原子中電子繞核一周的時間為152 as，而觀察電子繞原子核的運動需要超高的時間和空間分辨率，使得人們能更準確地控制和理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。