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北京时间10月3日下午5点45分许，瑞典皇家明升体育app院决定将2023年诺贝尔物理学奖授予美国明升体育app家Pierre Agostini、德国明升体育app家Ferenc Krausz和法国/瑞典明升体育app家Anne L’Huillier，以表彰他们“开发了产生阿秒光脉冲的实验方法，用于研究物质中的电子动力学”。

2023年的诺贝尔奖单项奖金为1100万瑞典克朗（约合人民币726.5万元），相比去年增加了100万瑞典克朗。

图1 2023年诺贝尔物理学奖。图片来自：Johan Jarnestad/瑞典皇家明升体育app院

光的实验捕捉到最短的瞬间

三位2023年诺贝尔物理学奖得主因他们的实验而获得认可，这些实验为人类探索原子和分子内的电子世界提供了新的工具。Pierre Agostini， Ferenc Krausz和Anne L Huillier展示了一种制造极短光脉冲的方法，这种光脉冲可以用来测量电子移动或能量变化的快速过程。

当人们感知到快速移动的事件时，它们会相互流动，就像由静止图像组成的电影被认为是连续的运动一样。如果我们想调查非常短暂的事件，需要特殊的技术。在电子的世界里，变化发生在十分之一阿秒内—— 一阿秒是如此之短，以至于一秒钟内包含多少阿秒，几乎相当于宇宙诞生以来有多少秒。

图2 电子运动。1阿秒等于10-18秒。图片来自：Johan Jarnestad/瑞典皇家明升体育app院

3位获奖者的实验产生的光脉冲非常短，可以用阿秒来测量，从而证明这些脉冲可以用来提供原子和分子内部过程的图像。

1987年，Anne L Huillier发现，当她将红外激光穿过惰性气体时，会产生许多不同的光的泛音。每个泛音都是一个光波，在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去。Anne L Huillier继续探索这一现象，为随后的突破奠定了基础。

图3 泛音。泛音在基本音中的每个周期都有多个周期。泛音在光波中的作用也是一样的。

2001年，Pierre Agostini成功地制造并研究了一系列连续的光脉冲，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，这种实验可以分离出持续650阿秒的单一光脉冲。

图4 用最短光脉冲探索电子世界的实验装置示意图。

3位诺贝尔奖得主的贡献使人们能够研究过去无法追踪的快速过程。

“我们现在可以打开通往电子世界的大门。阿秒物理学使我们有机会了解由电子控制的机制。下一步将是利用它们。”诺贝尔物理学委员会主席Eva Olsson说。

这一技术在许多不同的领域都有潜在的应用。例如，在电子学中，理解和控制电子在材料中的行为是很重要的。阿秒脉冲也可以用来识别不同的分子，比如在明升手机版诊断中。

获奖者简介：

Pierre Agostini，1968年从法国艾克斯-马赛大学获得博士学位。现任美国哥伦布俄亥俄州立大学教授。

Ferenc Krausz，1962年生于匈牙利。1991年从奥地利维也纳理工大学获得博士学位。现任德国马克斯普朗克量子光学研究所所长，德国路德维希—马克西米利安—慕尼黑大学教授。

Anne L’Huillier，1958年生于法国巴黎。1986年从法国巴黎皮埃尔和玛丽居里大学获得博士学位。现任瑞典隆德大学教授。

过去8年诺贝尔物理学奖得主名单

2022年——法美奥三位明升体育app家Alain Aspect、John F. Clauser和Anton Zeilinger获奖，获奖理由是“进行了纠缠光子的实验，确立了贝尔不等式的违反，并开创了量子信息明升体育app”。

2021年——美德意三位明升体育app家因“对人们理解复杂物理系统的开创性贡献”而获奖。美籍日裔明升体育app家Syukuro Manabe、德国明升体育app家Klaus Hasselmann的获奖理由是“物理模拟地球气候，量化变化和可靠地预测全球变暖”；意大利明升体育app家Giorgio Parisi的获奖理由是“发现从原子到行星尺度的物理系统的无序和波动的相互作用”。

2020年——英国明升体育app家Roger Penrose获奖，获奖理由是“发现黑洞形成是广义相对论的一个有力预测”；另外两位获奖者是德国和美国明升体育app家Reinhard Genzel、Andrea Ghez，获奖理由是“在银河系中心发现了一个超大质量的致密天体”。

2019年——美国明升体育app家James Peebles获奖，获奖理由是“在物理宇宙学的理论发现”；另外两位获奖者是瑞士明升体育app家Michel Mayor和Didier Queloz，获奖理由是“发现了一颗围绕类太阳恒星运行的系外行星”。

2018年——美法加三位明升体育app家Arthur Ashkin、Gerard Mourou和Donna Strickland获奖，获奖理由是“在激光物理学领域所作出的开创性发明”。

2017年——三位美国明升体育app家Rainer Weiss、Barry C. Barish和Kip S. Thorne获奖，获奖理由是“对LIGO探测器和引力波观测的决定性贡献”。

2016年——英美三位明升体育app家David J. Thouless、F. Duncan M. Haldane和J. Michael Kosterlitz获奖，获奖理由是“理论发现拓扑相变和拓扑相物质”。

2015年——日本明升体育app家Takaaki Kajita和加拿大明升体育app家Arthur B. McDonald获奖，获奖理由是“发现了中微子振荡，表明中微子具有质量”。

诺贝尔物理学奖小知识

——截至2022年，诺贝尔物理学奖共颁发了116次，没有颁发的六年分别是1916、1931、1934、1940、1941和1942年。

——从1901年至2021年，共222人次获奖，实际获奖个人为221人，因为美国物理学家John Bardeen于1956年和1972年两次获奖。

——116次颁奖中，47次为单独获奖者，32次为2人共享，37次为3人共享。

——最年轻的获奖者是英国物理学家Lawrence Bragg，1915年因“用X射线对晶体结构的分析所作的贡献”与父亲一起获奖，时年25岁。

——最年长的获奖者是美国物理学家Arthur Ashkin，2018年因“在激光物理学领域所作出的开创性发明”获奖，时年96岁。

——221位诺贝尔物理学奖得主中，有4位女性。分别是1903年的居里夫人（居里夫人另外还获得1911年的明升手机奖）、1963年的Maria Goeppert-Mayer、2018年的Donna Strickland，以及2020年的Andrea Ghez。

——诺奖史上的“家庭”诺奖。

夫妇：Marie Curie和Pierre Curie夫妇获得1903年的诺贝尔物理学奖；

父子：William Bragg和Lawrence Bragg父子获得1915年的诺贝尔物理学奖；Niels Bohr获得1922年诺贝尔物理学奖，其子Aage N. Bohr获得1975年诺贝尔物理学奖；Manne Siegbahn获得1924年诺贝尔物理学奖，其子Kai M. Siegbahn获得1981年诺贝尔物理学奖；J. J. Thomson获得1906年诺贝尔物理学奖，其子George Paget Thomson获得1937年诺贝尔物理学奖。