广东在建大科学装置 谋定研究·中国智库：和诺奖的“阿秒”有关

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10月3日，在瑞典斯德哥尔摩举行的2023年诺贝尔物理学奖公布现场，评委会专家解读今年诺贝尔物理学奖得主的研究成果。 新华社发

10月3日，瑞典皇家科学院宣布将2023年诺贝尔物理学奖授予美国俄亥俄州立大学名誉教授皮埃尔·阿戈斯蒂尼、德国马克斯·普朗克量子光学研究所教授费伦茨·克劳斯和瑞典隆德大学教授安妮·呂利耶，以表彰他们在“产生阿秒光脉冲以研究物质中电子动力学的实验方法”方面所作出的贡献。而在广东东莞松山湖，一个在建的大科学装置恰恰与神秘的“阿秒”有关。

“阿秒”是什么？

听起来有点陌生的“阿秒”，到底是什么？阿秒是一个时间单位，是非常非常短的时间。1阿秒等于10的-18次方秒，比飞秒（10的-15次方秒）更短暂。 1阿秒有多短？直观地说，1秒钟内包含多少阿秒，几乎相当于宇宙诞生以来一共有多少秒。

有一句电影台词说“天下武功，唯快不破”。在电子的世界里，变化常常发生在十分之一阿秒内。人类想看到电子的运动，研究电子的动力学过程，需要通过阿秒物理学。阿秒物理学是研究原子内部电子运动的新兴学科，它利用极短的阿秒光脉冲（指持续时间为阿秒量级的超短激光脉冲）来观测和控制电子的行为，从而揭示化学反应和物质性质的微观机制。

阿秒脉冲激光的出现被认为是激光科学历史上最重要的里程碑之一，目前已经成为物理、化学、生物等众多领域重要的研究手段，成功用于测量和控制内壳层束缚电子运动等过程，人们研究物质结构的视野由此从分子层面进入到原子内部。

为什么是他们获奖？

这三位物理学家的研究成果为人类揭开了物质的最基本结构和动力学，为人类理解和控制自然现象提供了新工具。皮埃尔·阿戈斯蒂尼是法国物理学家，目前是美国俄亥俄州立大学的教授。他是强场激光与原子相互作用的领军人物，他和他的团队首次产生并测量了阿秒光脉冲，并用它们捕捉原子内部电子运动，开创了阿秒物理学的先河。

费伦茨·克劳斯是匈牙利-奥地利物理学家，也是马普量子光学研究所的所长和慕尼黑大学的教授。他在1990年代为阿秒物理学奠定了基础，通过一系列创新将飞秒激光技术发展到极限，产生了只有一个或两个波周期的强激光脉冲。这些脉冲可以通过高次谐波发生产生极紫外阿秒光脉冲，从而实现对电子运动的实时观测和控制。

安妮·呂利耶是法国-瑞典物理学家，目前是瑞典隆德大学的原子物理学教授。她领导了一个阿秒物理学小组，研究电子在实时下的运动，用于理解原子层面上的化学反应。她在2003年和她的小组创造了世界纪录，产生了170阿秒的最短激光脉冲。她也成为了诺贝尔物理学奖第五位女性得主。

今年每项诺贝尔奖的奖金增加到1100万瑞典克朗（约合717万元人民币），上述三位科学家将平分单项奖金。

阿秒和我们有什么关系？

目前，阿秒光脉冲已成为研究亚原子尺度的物理规律最有力的工具。利用该技术，可观察到闪电产生、药物溶解等瞬态现象。同时，阿秒脉冲激光技术的发展，引发了X射线、自由电子激光、可控高温超导、超高分辨成像、电子信息处理等领域科学与技术层面研究的诸多重大突破。

广东对此已有布局——今年4月25日，阿秒科学中心在东莞松山湖正式揭牌，未来将推动先进阿秒激光设施这一大科学装置的建设。阿秒科学中心由中国科学院物理研究所和松山湖材料实验室共建，将联合开展并强化阿秒科学研究，定位国际领先的超快物质科学与技术研究目标，建设国际一流的研究基地、人才培养基地和学术交流基地，提升我国在超快科学领域的综合竞争力。

中国科学院物理研究所所长、中国科学院院士方忠在阿秒科学中心揭牌仪式上表示，阿秒科学中心将瞄准国家重大需求，在基础前沿领域进入科学前沿无人区，带来重大科学发现；在产业、工业领域，通过尖端核心技术创新，催生全新的产业领域；在国防科技领域，大幅提升国防科技基础研究能力，催生一批国防科技前沿新技术。

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