第五位女性诺奖物理学得主！给原子世界按下快门，获奖时还在上课

杨净 衡宇 发自 凹非寺
量子位 | 公众号 QbitAI

刚刚，2023年诺贝尔物理学奖揭晓！

今年的物理学奖颁给三位物理学家，他们分别是皮埃尔・阿戈斯蒂尼 （Pierre Agostini）、费伦茨・克劳斯 （Ferenc Krausz)）和安妮・卢利尔 （Anne L’Huillier）。

他们发明了一种方法，能为原子世界按下快门——

在最短时间尺度上，观察到最小的粒子移动或者改变能量的过程。

与此同时，诺贝尔物理学奖也迎来了第五位女性得主。当她接到电话说获奖结果时，她还正在教学。

我演讲的最后半个小时非常困难。

如你所知，获得这个奖项的女性并不多，所以它非常非常特别。

今年，每项诺贝尔奖的奖金由去年的1000万瑞典克朗，增加到1100万瑞典克朗（约合人民币720万元）。

也就是说，三位会平分这1100万瑞典克朗。

值得一提的是，去年，这三位科学家就因对阿秒物理学的贡献，获得了沃尔夫物理学奖。

在最短时间尺度上观察最小的粒子

通俗来讲，就像我们日常使用的相机，去捕捉生活中的瞬间。而一张张静止图像快速组合在一起，就能被感知为连续的运动。

而相机的快门速度越快，就能拍到瞬间就会越短暂。

在电子世界中，这些瞬间往往发生在十分之几阿秒内。

（阿秒为10的负十八次方秒，或1/1000飞秒。一阿秒之于一秒，如同一秒之于 317.1 亿年，约为宇宙年龄的两倍。它是光飞越3粒氢原子的时间。）

获奖者成功用光捕捉到了阿秒级别的瞬间，从此打开了探索原子世界的大门，让科学家能够在最短的时间尺度上观察最小的粒子。

1987年，Anne L’Huillier首先发现，当她通过惰性气体传输红外激光时，会产生许多不同光的泛音。

每个泛音都是一个光波，激光中每个周期都有给定的周期数。它们是由激光与气体中的原子相互作用引起的；它给一些电子额外的能量，然后以光的形式发射出来。

2001 年，Pierre Agostini成功产生并研究了一系列连续的光脉冲，其中每个脉冲仅持续 250 阿秒。

与此同时，Ferenc Krausz正在进行另一种类型的实验，该实验可以分离出持续 650 阿秒的单个光脉冲。

诺贝尔物理学委员会主席Eva Olsson表示：

我们现在可以打开电子世界的大门。阿秒物理学使我们有机会了解电子控制的机制。下一步将是利用它们。

事实上，阿秒脉冲在很多领域都有潜在的应用。例如，了解和控制电子在材料中的行为；还可医学诊断中识别不同的分子等。

曾任诺贝尔物理学奖评委会主席

现在，让我们一起来进一步了解一下这三位物理学家。

皮埃尔·阿戈斯蒂尼（Pierre Agostini），俄亥俄州立大学名誉教授。

1968年，他在法国艾克斯－马赛大学取得博士学位。迄今为止，这所大学已经诞生了6位诺奖得主。

皮埃尔·阿戈斯蒂尼专注于激光与原子分子相互作用的研究。2001年，他成功地产生和研究了持续时间仅为250阿秒的连续光脉冲，为探索原子和分子内部电子动态提供了重要工具。

（有趣的是，相较于本次物理学奖的另外两位获奖者，皮埃尔·阿戈斯蒂尼在网络上的公开资料显得非常少。）

费伦茨・克劳斯（Ferenc Krausz），加兴马克斯普朗克量子光学研究所所长，维也纳理工大学教授。

1962年，费伦茨・克劳斯出生于匈牙利莫尔。他曾在匈牙利布达佩斯技术大学学习电气工程专业，并于1991年取得奥地利维也纳理工大学博士学位，而后留校任教。

2003年，他被任命为加兴马克斯普朗克量子光学研究所（MPQ）所长。研究所是马克斯普朗克学会的一部分，学会五个研究小组在阿秒物理学、激光物理学、量子信息理论、激光光谱学、量子动力学和量子多体系统领域工作。

2004年，费伦茨・克劳斯成为慕尼黑大学实验物理学主席；2006年，他参与创立了慕尼黑先进光子学中心（MAP），并开始担任其董事之一。

费伦茨・克劳斯的研究小组生成并测量了第一个阿秒光脉冲，并用它来捕获原子内部的电子运动——这个结果标志着阿秒物理学的开始。

安妮・卢利尔（Anne L’Huillier），瑞典皇家科学院院士，隆德大学教授。

1958年，安妮・卢利尔出生于法国巴黎，28岁时，她拿下了巴黎第六大学（也称皮埃尔和玛丽·居里大学）的博士学位，并于法国原子能委员会和法国撒克里研究中心进行研究。

后来，她的博士后研究在瑞典和美国进行。

她在阿秒物理学领域的研究成果对量子力学、原子物理学，以及包括先进二维材料中的性质、载流子包络相位异常、铁磁材料中的自旋动力学等的固态物理学领域影响深远。

2011年，她就因在阿秒物理学领域的杰出贡献，获得联合国教科文组织颁发的2011年度世界杰出女科学家奖。

更重要的是，安妮・卢利尔是诺贝尔物理学奖的第五位女性得主。

在此之前，她就已经和诺贝尔物理学奖有着深厚的联系：

• 2012年及2014年上台担任解说嘉宾；

• 2015年，曾担任诺贝尔物理学奖评委及评委会主席。

据报道，当她接到电话得知自己拿下今年的物理学奖时，她正在给学生教学上课。

阿秒是如此短暂，但三位物理学家对领域以及世界带来的贡献和影响，将持久地延续下去。

参考链接：
[1]https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2023/press-release/
[2]https://www.nature.com/articles/d41586-023-03047-w

— 完 —

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