阿秒下面是什麼？最短的時間有極限嗎？| 袁嵐峯_風聞

10月3日參加直播，有2000萬人次觀看

最近，我在剛剛開放的安徽省科技館新館做了一場報告，講2023年諾貝爾物理學獎（阿秒激光）和化學獎（量子點）。我首先告訴大家，阿秒的“阿”是個詞頭，英文atto，表示10的-18次方。詞頭是每3個量級一級：秒下面是毫秒，即10的-3次方秒；毫秒下面是微秒，即10的-6次方秒；微秒下面是納秒，即10的-9次方秒；納秒下面是皮秒，即10的-12次方秒；皮秒下面是飛秒，即10的-15次方秒；飛秒下面是阿秒，即10的-18次方秒。阿秒是一個非常短的時間，一秒裏包含多少個阿秒，就好像宇宙目前的年齡138億年裏包含多少個秒。

阿秒之所以重要，是因為它是電子運動的典型時間尺度，而原子核運動的典型時間尺度是飛秒。所以要深入理解電子的運動，就必須以阿秒的分辨率對它成像。在這個意義上，阿秒激光是我們目前最精確的攝像機。

阿秒是電子運動的時間尺度，阿秒激光是我們目前最精確的攝像機

阿秒激光的基本來源：激光穿過惰性氣體原子時產生的泛頻

我做完報告之後，有一位同學提問：阿秒下面是什麼？這樣一層層地下去，有沒有個極限？我告訴他，阿秒下一級是仄秒，zeptosecond，它是10的-21次方秒。在數學上，當然可以無限地縮小下去。但在物理上，還真的有個極限，它叫做普朗克時間。這個詞的意思是，有一些基本的物理學常數如光速、量子力學中的普朗克常數、統計力學中的玻爾茲曼常數以及尤其重要的表示引力的萬有引力常數，把這些基本常數組合起來，乘乘除除，就會得到特徵的時間、特徵的質量、特徵的長度等等，分別叫做普朗克時間、普朗克質量、普朗克長度等等。普朗克時間約等於5.39 × 10-44秒，在這個時間尺度上萬有引力會變得和電磁力、強相互作用、弱相互作用具有同等的強度，這時我們已知的物理理論就不適用了。所以在這個意義上，普朗克時間就是最短的時間。

泛頻強度本該遞減，但1988年的實驗發現，中間竟然有個平台

2001年，兩個研究組實現了250阿秒和650阿秒的脈衝

其實直到現在我們還沒實現1阿秒

光電效應不再是瞬時的，可以測出時間！光從Ne原子的2p軌道打出電子比從2s軌道慢21阿秒

後面又有一位同學問：假如取0.01倍的普朗克時間，會怎麼樣呢？我告訴他，在數學上，不存在最大的數，也不存在最小的數。例如任取一個數，你總可以把它加1得到一個更大的數，也總可以把它乘以0.1得到一個更小的數。但在物理上，我們已知的物理規律在普朗克時間都會失效，我們就沒法測量它了。所以並不是説在普朗克時間以下必然就不存在時間了，其實我們不知道它是否存在，但真正重要的是，要談論一個物理量，首先要有辦法測量它，由於無法測量，所以目前我們認為普朗克時間就是時間的極限。

還有一位同學問：看到過一些美容廣告，説它用到了皮秒技術，所以對皮膚有好處，請問這種説法對嗎？我不由得大笑，皮秒的皮是pico這個詞頭的音譯，跟皮膚毫無關係！後來我查了一下，皮秒激光確實可以用於美容。但無論如何，這肯定不是因為它姓“皮”。