歐三學者奪 2023 年諾貝爾物理學獎 表揚「阿秒光脈衝」研究貢獻

2023 年諾貝爾物學獎,由兩位法國物理學家 Pierre Agostini 及 Anne L’Huillier ,連同匈牙利物理學家 Ferenc Krausz 共同奪得 ,以表揚他們以阿秒光脈衝(attosecond pulses of light),為人類探索原子和分子內的電子世界提供了新工具。

三位學者生平 

生於法國的 Pierre Agostini 於 1968 年在艾克斯-馬賽大學取得博士學位,現為俄亥俄州立大學教授,其生活相當低調網上並未有太多其生平資訊。

至於現年 65 歲的 Anne L’Huillier 生於法國巴黎,早年已獲理論物理和數學理學碩士學位,其後在 1986 年獲得法國巴黎皮耶及瑪麗居禮大學獲實驗物理博士學位。她在 2007 年至 2015 年期間曾擔任諾貝爾物理學委員會委員,並自 2004 年起成為瑞典科學院院士。她個人曾獲多個大獎,包括 2011 年歐萊雅-聯合國教科文組織女科學家獎,以及 2022 年同樣與 Ferenc Krausz 因阿秒物理學的研究獲沃爾夫物理學獎。她亦是歷屆諾貝爾物學獎以來第 5 名女學者獲獎。

1962 年出生於匈牙利莫爾的 Ferenc Krausz , 1991年獲得奧地利維也納科技大學博士學位,現為德國加興馬克斯普朗克量子光學研究所所長、慕尼黑大學教授。

阿秒光脈衝研究

在電子世界中,變化發生在十分之幾阿秒 (attosecond, 10-18 秒) 內—— 1 阿秒與 1 秒的差距,相當於 1 秒與 317.1 億年之差(平年 1 年為 365 天 = 8,760 小時 = 525,600 分鐘 = 31,536,000 秒);這種極快的時間變化,猶如宇宙誕生以來幾秒的變化一樣多。而三位學者的實驗產生阿秒光脈衝進行測量,為學界提供工具窺探原子和分子內部過程。

1987 年, Anne L’Huillier 發現,當她透過惰性氣體傳輸紅外線雷射時,會產生許多不同光的諧波 (overtone) 。每個諧波都是一種具有特定周期數的光波,對應於激光光線中的每個周期。它們是由雷射與氣體中的原子互動引起;它給予一些電子額外的能量,然後以光的形式發射出來。 Anne L’Huillier 繼續探索這一現象,為後續的突破奠定了基礎。

2001 年, Pierre Agostini 成功產生並研究了一系列連續的光脈衝,每個脈衝僅持續 250 阿秒。同時, Ferenc Krausz 正進行另一種類型的實驗,該實驗可以分離出持續 650 阿秒的單一光脈衝。

諾貝爾物理學委員會主席 Eva Olsson 形容三人的研究是為人類「打開電子世界的大門」,並讓人類「有機會了解電子控制的機制」,下一步將是利用這些發現。

阿秒光脈衝在許多不同領域都有潛在的應用。 例如在醫學診斷中識別不同的分子。

三位學者將會平均瓜分 1,100 萬瑞典克朗(折合約港幣 784 萬元)。而諾貝爾化學獎,預計於周三公布得主。

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