第五位女性諾獎物理學得主！給原子世界按下快門，獲獎時還在上課_風聞

楊淨 衡宇 發自 凹非寺

量子位 | 公眾號 QbitAI

剛剛，2023年諾貝爾物理學獎揭曉！

今年的物理學獎頒給三位物理學家，他們分別是皮埃爾・阿戈斯蒂尼 （Pierre Agostini）、費倫茨・克勞斯 （Ferenc Krausz)）和安妮・盧利爾 （Anne L’Huillier）。

他們發明了一種方法，能為原子世界按下快門——

在最短時間尺度上，觀察到最小的粒子移動或者改變能量的過程。

與此同時，諾貝爾物理學獎也迎來了第五位女性得主。當她接到電話説獲獎結果時，她還正在教學。

我演講的最後半個小時非常困難。

如你所知，獲得這個獎項的女性並不多，所以它非常非常特別。

今年，每項諾貝爾獎的獎金由去年的1000萬瑞典克朗，增加到1100萬瑞典克朗（約合人民幣720萬元）。

也就是説，三位會平分這1100萬瑞典克朗。

值得一提的是，去年，這三位科學家就因對阿秒物理學的貢獻，獲得了沃爾夫物理學獎。

在最短時間尺度上觀察最小的粒子

通俗來講，就像我們日常使用的相機，去捕捉生活中的瞬間。而一張張靜止圖像快速組合在一起，就能被感知為連續的運動。

而相機的快門速度越快，就能拍到瞬間就會越短暫。

在電子世界中，這些瞬間往往發生在十分之幾阿秒內。

（阿秒為10的負十八次方秒，或1/1000飛秒。一阿秒之於一秒，如同一秒之於 317.1 億年，約為宇宙年齡的兩倍。它是光飛越3粒氫原子的時間。）

獲獎者成功用光捕捉到了阿秒級別的瞬間，從此打開了探索原子世界的大門，讓科學家能夠在最短的時間尺度上觀察最小的粒子。

1987年，Anne L’Huillier首先發現，當她通過惰性氣體傳輸紅外激光時，會產生許多不同光的泛音。

每個泛音都是一個光波，激光中每個週期都有給定的週期數。它們是由激光與氣體中的原子相互作用引起的；它給一些電子額外的能量，然後以光的形式發射出來。

2001 年，Pierre Agostini成功產生並研究了一系列連續的光脈衝，其中每個脈衝僅持續 250 阿秒。

與此同時，Ferenc Krausz正在進行另一種類型的實驗，該實驗可以分離出持續 650 阿秒的單個光脈衝。

諾貝爾物理學委員會主席Eva Olsson表示：

我們現在可以打開電子世界的大門。阿秒物理學使我們有機會了解電子控制的機制。下一步將是利用它們。

事實上，阿秒脈衝在很多領域都有潛在的應用。例如，瞭解和控制電子在材料中的行為；還可醫學診斷中識別不同的分子等。

曾任諾貝爾物理學獎評委會主席

現在，讓我們一起來進一步瞭解一下這三位物理學家。

皮埃爾·阿戈斯蒂尼（Pierre Agostini），俄亥俄州立大學名譽教授。

1968年，他在法國艾克斯－馬賽大學取得博士學位。迄今為止，這所大學已經誕生了6位諾獎得主。

皮埃爾·阿戈斯蒂尼專注於激光與原子分子相互作用的研究。2001年，他成功地產生和研究了持續時間僅為250阿秒的連續光脈衝，為探索原子和分子內部電子動態提供了重要工具。

（有趣的是，相較於本次物理學獎的另外兩位獲獎者，皮埃爾·阿戈斯蒂尼在網絡上的公開資料顯得非常少。）

費倫茨・克勞斯（Ferenc Krausz），加興馬克斯普朗克量子光學研究所所長，維也納理工大學教授。

1962年，費倫茨・克勞斯出生於匈牙利莫爾。他曾在匈牙利布達佩斯技術大學學習電氣工程專業，並於1991年取得奧地利維也納理工大學博士學位，而後留校任教。

2003年，他被任命為加興馬克斯普朗克量子光學研究所（MPQ）所長。研究所是馬克斯普朗克學會的一部分，學會五個研究小組在阿秒物理學、激光物理學、量子信息理論、激光光譜學、量子動力學和量子多體系統領域工作。

2004年，費倫茨・克勞斯成為慕尼黑大學實驗物理學主席；2006年，他參與創立了慕尼黑先進光子學中心（MAP），並開始擔任其董事之一。

費倫茨・克勞斯的研究小組生成並測量了第一個阿秒光脈衝，並用它來捕獲原子內部的電子運動——這個結果標誌着阿秒物理學的開始。

安妮・盧利爾（Anne L’Huillier），瑞典皇家科學院院士，隆德大學教授。

1958年，安妮・盧利爾出生於法國巴黎，28歲時，她拿下了巴黎第六大學（也稱皮埃爾和瑪麗·居里大學）的博士學位，並於法國原子能委員會和法國撒克里研究中心進行研究。

後來，她的博士後研究在瑞典和美國進行。

她在阿秒物理學領域的研究成果對量子力學、原子物理學，以及包括先進二維材料中的性質、載流子包絡相位異常、鐵磁材料中的自旋動力學等的固態物理學領域影響深遠。

2011年，她就因在阿秒物理學領域的傑出貢獻，獲得聯合國教科文組織頒發的2011年度世界傑出女科學家獎。

更重要的是，安妮・盧利爾是諾貝爾物理學獎的第五位女性得主。

在此之前，她就已經和諾貝爾物理學獎有着深厚的聯繫：

2012年及2014年上台擔任解説嘉賓；

2015年，曾擔任諾貝爾物理學獎評委及評委會主席。

據報道，當她接到電話得知自己拿下今年的物理學獎時，她正在給學生教學上課。

阿秒是如此短暫，但三位物理學家對領域以及世界帶來的貢獻和影響，將持久地延續下去。

參考鏈接：

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

[2]https://www.nature.com/articles/d41586-023-03047-w