诺贝尔物理学奖因揭开电子的秘密而获奖

2023年诺贝尔物理学奖被授予三位科学家，以表彰他们发明了用于研究电子世界的工具。

电子是亚原子粒子，在我们每天看到的许多现象中起着重要作用，从电到磁。今年的三位诺贝尔物理学奖得主展示了一种创造极短光脉冲的方法，以研究涉及电子的过程。

来自美国俄亥俄州立大学的Pierre Agostini，德国马克斯普朗克量子光学研究所的Ferenc Krausz和瑞典隆德大学的Anne L'Huillier将分享1100万瑞典克朗(822910英镑)的奖金。

电子的变化通常发生在十分之一“阿秒”，也就是十亿分之一秒的十亿分之一。为了研究这些短暂的事件，需要特殊的技术。

这两位获奖者发明了一种实验方法，可以产生短到可以用阿秒来测量的光脉冲。这些可以用来研究物理物质中电子的瞬变动力学——这在以前是不可能的。

阿秒脉冲，有史以来最短的闪光，引发了光子学——光波科学的一场革命。它们被用来拍摄不同物理系统中电子的快照，比如原子、手性分子(彼此互为镜像的分子)和非常微小的纳米粒子。

这些获奖者都为研究这些过程做出了贡献。这是第一次，这些快速脉冲使科学家们能够将他们观察到的时间尺度与电子动力学发生的自然、非常快的时间尺度相匹配。

这一成就需要激光科学和工程方面的重大创新，而今年的诺贝尔奖得主们为此投入了数十年的努力。

L'Huillier发现了一种新的效应，这种效应是激光与气体中的原子相互作用的结果。这种相互作用可以用来产生紫外线脉冲，每个脉冲的长度为几百阿秒。

Agostini和Krausz进一步证实了这一发现。2001年，Agostini能够产生短光脉冲并测量其宽度。使用RABBIT技术产生的一系列脉冲仅持续了250阿秒。

大约在同一时间，Krausz开发了一种不同的实验方法，用它成功地分离出持续650阿秒的光脉冲。

Agostini和Krausz开发的两种方法构成了今天进行的许多阿秒研究的基础。

令人兴奋的应用程序

这些阿秒脉冲有一些令人兴奋的潜在应用。

它们可以用来研究不同类型材料中以前未知的物理现象。

一个被称为超快速开关的衍生领域也可能有一天导致非常快速工作的电子产品的发展。

阿秒脉冲科学也可以用于医学诊断。通过将血液样本暴露在非常快的光脉冲下，科学家们可以检测到样本中分子的微小变化。这可能会带来一种诊断疾病的新方法，包括癌症。

我们在国王学院的团队一直在努力将阿秒脉冲在物理过程中的分辨率与量子信息处理方面的新进展相结合。这将产生量子光脉冲，在量子计算中具有应用价值。

诺贝尔奖授予这一领域的研究激励我们加倍努力，开创新的天地。我们祝愿我们的同事们继续取得成功，并期待着他们接下来将给我们带来怎样的惊喜。

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