開發「瞬間觀察原子內電子運動」方法，諾貝爾物理學獎三得主出爐

美國俄亥俄州立大學物理學家 Pierre Agostini、匈牙利─奧地利物理學家 Ferenc Krausz、法裔瑞典原子物理學家 Anne L′Huillier 三人，因展示一種產生極短光脈衝方法以測量電子移動、改變能量的快速過程，為人類提供原子內電子世界的新探索工具，共同榮獲 2023 年諾貝爾物理學獎。

原子內部的電子運動變化僅發生在幾阿秒（attosecond，符號：as）之間：1 阿秒之於 1 秒，如同 1 秒之於 317.1 億年，約宇宙年齡 2 倍，想調查這些比眨眼瞬間還短暫的事件，勢必需要特殊技術。

1987 年，法裔瑞典原子物理學家 Anne L′Huillier 發現了雷射與氣體中原子相互作用的新效應，此現象，為後續研究突破奠定了基礎，也就是 Pierre Agostin、Ferenc Krausz 證明且成功利用這種效應產生極短的光脈衝。

現任德國馬克斯·普朗克量子光學研究所所長的 Ferenc Krausz 研究小組，率先制出且能測量時間不到 1 飛秒的光脈衝方法，利用這些阿秒（原秒）級光脈衝，科學家可實時觀測電子在原子內的運動。

2001 年，Pierre Agostini 成功產生一系列連續光脈衝，每個脈衝僅持續 250 阿秒，同時 Ferenc Krausz 正在進行另一個可分離出持續 650 阿秒的單一光脈衝實驗。

▲ 今年諾貝爾物理學獎得主們發現並開發特殊技術，能以阿秒為單位測量電子運動。

就像拍攝蜂鳥每秒拍打翅膀 80 下的瞬間動作，照片還很清楚不模糊，藉由這些以阿秒為單位進行測量的方法，科學家能拍下比蜂鳥振翅更短暫的原子內部電子極快運動的清晰快照。

阿秒級脈衝可用於測試物質內部過程，讓電子運動方式變得更容易理解，從電子到醫學領域都具有潛在應用。

三名得主將平分諾貝爾物理學獎獎金，而 Anne L′Huillier 更是史上第五位諾貝爾物理學獎女性得主。

 

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（首圖來源：諾貝爾獎）