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什么是阿秒？諾貝爾物理學獎解釋說

物理學


什么是阿秒？諾貝爾物理學獎解釋說


法國物理學家安妮·盧維利耶是第一個發現打開阿秒世界的工具的人 。
據法新社（丹尼爾·勞勒和朱麗葉·科倫）：周二，諾貝爾物理學獎被授予三位科學家，以表彰他們在阿秒這一幾乎難以想象的短時間內所做的工作 。
專家告訴法新社，他們使用激光的工作給了科學家一個觀察甚至可能操縱電子的工具 ， 這可能會刺激電子和化學等領域的突破 。
阿秒有多快？
阿秒是十億分之一秒的十億分之一 。
舉個小小的例子，一秒鐘內的阿秒鐘大約和宇宙138億年歷史中的秒鐘一樣多 。
瑞士蘇黎世聯邦理工學院研究員漢斯·雅各布·韋爾納(Hans Jakob Woerner)告訴法新社，阿秒是“我們可以直接測量的最短時間尺度” 。
為什么我們需要這樣的速度？
能夠在這個時間尺度上運行是很重要的，因為這是電子——原子的關鍵部分——運行的速度 。
例如 ， 電子繞氫原子核一周需要150阿秒 。
這意味著阿秒的研究讓科學家們接觸到了以前無法接觸到的基本過程 。
韋爾納說，所有的電子都受電子運動的影響，而目前的“速度極限”是納秒 。
他補充說，如果微處理器被切換到阿秒，就有可能“以十億倍的速度處理信息” 。

什么是阿秒？諾貝爾物理學獎解釋說


解釋2023年諾貝爾物理學獎得主發現的圖形 。
你如何衡量它們？
三位新科諾貝爾獎得主之一、法裔瑞典物理學家安妮·盧惠利耶是第一個發現打開阿秒世界工具的人 。
它涉及到使用高功率激光器在極短的時間內產生光脈沖 。
法國光與物質研究所的研究員弗蘭克·萊皮納曾與L'Huillier合作，他告訴法新社，這就像“為電子創造的電影” 。
他把它比作法國電影先驅盧米埃爾兄弟的作品，“他們通過連續拍攝照片來剪輯場景” 。
倫敦帝國理工學院的激光物理學教授約翰·蒂施說，它“就像一個速度驚人的光脈沖裝置，我們可以照在材料上 ， 獲得關于它們在那個時間尺度上的反應的信息” 。
我們能降到多低？
周二的三位獲獎者都一度保持著最短光脈沖的記錄 。
2001年，法國科學家皮埃爾·阿戈斯蒂尼的團隊成功地閃現了持續僅250阿秒的脈沖 。
2003年，L'Huillier的小組以170阿秒的成績打破了這個記錄 。
2008年，匈牙利-奧地利物理學家費倫茨·克勞斯用一個80阿秒的脈沖將這個數字減少了一半多 。

什么是阿秒？諾貝爾物理學獎解釋說


匈牙利-奧地利物理學家費倫茨·克勞斯是新的諾貝爾物理學獎獲得者之一 。
目前“最短光脈沖”吉尼斯世界紀錄的保持者是韋爾納的團隊 ， 時間為43阿秒 。
韋爾納估計 ， 使用目前的技術，時間可以低至幾個阿秒 。但他補充說，這將推動它 。
未來會怎樣？
專家說 ， 利用阿秒的技術在很大程度上還沒有進入主流，但未來看起來是光明的 。
到目前為止，科學家們大多只能用阿秒來觀察電子 。
“但是基本上還沒有觸及的——或者剛剛開始可能的——是控制”電子，操縱它們的運動，韋爾納說 。
這可能會導致更快的電子學，并可能引發一場化學革命 。
“我們不會局限于分子的自然行為，”而是可以“根據需要定制它們，”韋爾納說 。
他補充說，所謂的“原子化學”可能會導致更高效的太陽能電池，甚至是利用光能生產清潔燃料 。