什么是阿秒？诺贝尔物理学奖得主解释

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法国物理学家Anne L'Huillier是第一个发现撬开阿秒世界的工具的人。

诺贝尔物理学奖于周二颁发给三位科学家，以表彰他们在阿秒方面的工作，这几乎是难以想象的短时间。

专家称，他们使用激光的工作为科学家提供了一种观察甚至操纵电子的工具，这可能会刺激电子和化学等领域的突破。

阿秒有多快？

阿秒是十亿分之一秒的十亿分之一。

为了给出一点视角，在宇宙 138 亿年的历史中，一秒钟的阿秒数与秒数一样多。

瑞士苏黎世联邦理工学院研究员Hans Jakob Woerner称，阿秒是“我们可以直接测量的最短时间尺度”。

为什么我们需要这样的速度？

能够在这个时间尺度上工作很重要，因为这些是电子（原子的关键部分）运行的速度。

例如，电子需要150阿秒才能绕氢原子核运行。

这意味着对阿秒的研究使科学家能够接触到以前遥不可及的基本过程。

所有电子设备都是由电子运动介导的 - 目前的“速度限制”是纳秒，Woerner说。

他补充说，如果将微处理器切换到阿秒，则有可能“处理信息的速度提高十亿倍”。

解释 2023 年诺贝尔物理学奖获得者发现的图形。

你如何衡量它们？

法国-瑞典物理学家安妮·莱利耶（Anne L'Huillier）是三位新诺贝尔奖获得者之一，她是第一个发现撬开阿秒世界的工具的人。

它涉及使用高功率激光器在令人难以置信的短时间内产生光脉冲。

与L'Huillier合作的法国光与物质研究所研究员Franck Lepine称，这就像“为电子创造的电影”。

他将其与法国电影制片人卢米埃尔兄弟的作品进行了比较，“他们通过连续拍摄照片来剪切场景”。

伦敦帝国理工学院（Imperial College London）激光物理学教授约翰·蒂施（John Tisch）表示，它“就像一个令人难以置信的快速光脉冲设备，然后我们可以照亮材料，以获取有关它们在该时间尺度上的响应信息”。

我们能走多低？

周二的三位获奖者都一度保持着最短光脉冲的记录。

2001年，法国科学家皮埃尔·阿戈斯蒂尼（Pierre Agostini）的团队设法闪烁了仅持续250阿秒的脉冲。

L'Huillier的小组在2003年以170阿秒击败了这一数字。

2008年，匈牙利-奥地利物理学家费伦茨·克劳什（Ferenc Krausz）用80阿秒的脉冲将这一数字减少了一半以上。

匈牙利-奥地利物理学家费伦茨·克劳什（Ferenc Krausz）是新的诺贝尔物理学奖获得者之一。

目前保持吉尼斯世界纪录“最短光脉冲”的是Woerner的团队，时间为43阿秒。

Woerner估计，使用目前的技术，时间可能低至几阿秒。但他补充说，这将推动它。

未来会怎样？

专家表示，利用阿秒的技术在很大程度上尚未进入主流，但未来看起来很光明。

到目前为止，科学家们大多只能使用阿秒来观察电子。

“但基本上尚未触及的 - 或者刚刚真正开始成为可能 - 是控制”电子，操纵它们的运动，Woerner说。

这可能会导致更快的电子产品，并可能引发化学革命。

“我们不会局限于分子自然的作用，”而是可以“根据需要定制它们，”Woerner说。

他补充说，所谓的“化学”可能会导致更高效的太阳能电池，甚至使用光能来生产清洁燃料。

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原标题：《什么是阿秒？诺贝尔物理学奖得主解释》

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