2023年諾貝爾物理學獎頒發(fā)給 Anne L'Huillier 和她的兩位同事 Pierre Agostini 和Ferenc Krausz。就在近日，貝特霍爾德·萊賓格基金會（Berthold Leibinger Stiftung）授予了這位核物理學家 Berthold Leibinger 未來獎。在一次獨家采訪中，剛剛獲得諾貝爾物理學獎的 Anne L'Huillier，向我們闡述了阿秒激光脈沖的研究歷程。 Q：L'Huillier教授，如果您在燒烤聚餐時，有人問你是做什么工作的，你會怎么回答? L'Huillier：通常我會說，我主要從事激光物理學和原子物理學的研究工作。我們的團隊可以用非常非常短的激光脈沖來照明，從而可以拍攝移動速度極快的一些過程，例如那些涉及電子的運動過程。你可以理解為普通相機的閃光燈的作用。 Q：你說的 "非常非常短 "是指...？ L'Huillier：只有幾個阿秒長的激光脈沖。 Q：能簡要的描述一下阿秒嗎? L'Huillier：其實這很難描述清楚。我覺得如果打個比方可能更容易理解一些：1阿秒對于1秒來說，就像1秒對于宇宙的總年齡（140億年）一樣。但我不太確定，這種描述對你理解阿秒是否真的有幫助。 Q：好吧，可能有一點幫助。 L'Huillier：我們總會習慣性的有這樣一種感覺：阿秒無法用人們可以理解的時間去感受。不過幸運的是，我們可以借助數(shù)學和科學理論的抽象方法以及實驗去驗證它，并由此得知：1阿秒=10-18秒。此外，比思考一個阿秒的長度更有趣的問題是，我們?yōu)槭裁聪氲玫竭@么小的時間尺度。 Q：所以，我們?yōu)槭裁葱枰⒚腴L度的脈沖呢? L'Huillier：因為自然界中的某些過程如此之快，以至于我們只能借助阿秒光脈沖來測量它們，其中最重要的就是電子的運動。閃光越快，即光脈沖越短，我們就能更近距離地觀察到這個過程�，F(xiàn)在，我的研究小組仍然以拍攝簡單的原子內部和周圍的過程為主要研究內容，因為這更容易實現(xiàn)。但是，如果我們能在這方面取得進一步的進展，我們就能觀察到更為復雜系統(tǒng)中的電子運動，例如分子中的電子運動。電子運動會引起化學反應�？傆幸惶欤覀兡軌驕y量到這些初始運動。 Q：然后呢？ L'Huillier：測量是實現(xiàn)控制的第一步。所以從長遠來看，我們最大的目標是能夠在電子水平上控制化學反應。 Q：控制它，用來做什么呢？ L'Huillier：我很難預測能夠未來應用到哪里或者改變什么，但這就是基礎研究。
Anne L'Huillier 教授在瑞典隆德的研究團隊使用飛秒激光器產生高次諧波光脈沖。然后利用這些脈沖產生阿秒激光脈沖，從而使原子過程可視化 Q：在1987年的一個實驗中，你發(fā)現(xiàn)了高次諧波，這是產生阿秒脈沖的先決條件。 L'Huillier：是的，那是一個令人愉快的巧合。當你發(fā)現(xiàn)一些讓你意想不到的事情的時候，這就是最棒的事情！這意味著有些事情等待你去解決。當時我們真正想做的是用強激光轟擊惰性氣體，并研究熒光效應。結果發(fā)現(xiàn)，在這個過程中觀察到的最強的光并不是熒光，而是激光頻率的高次諧波，這個發(fā)現(xiàn)改變了我的科研生涯。有了高次諧波的產生，就有可能產生阿秒脈沖。這就是我現(xiàn)在仍在做的事情。 Q：有沒有可能至少在腦海中形成一幅高次諧波產生的畫面? L'Huillier：是的！我有一個比阿秒和宇宙年齡更好的比較。如果你用一把弓穿過小提琴的琴弦，你不僅會得到純音（純音頻率），還會得到其他頻率。在音樂中，這些頻率被稱為泛音，它們賦予了音色，泛音也被稱為諧波。在特定條件下，將氣體暴露在飛秒激光脈沖下，也會發(fā)生類似的情況，它創(chuàng)造了波長更短的新激光頻率�？梢哉f，高次諧波就是激光物理中的泛音。 Q：高次諧波光脈沖能做什么呢？ L'Huillier：你可以用它們來產生阿秒脈沖，但它們本身也很有用。我們目前正在與一家半導體行業(yè)的光刻和計量設備制造商合作，利用高次諧波來檢測半導體微結構。對于像我這樣從事基礎研究的人來說，這是一個非常具體化的項目。我很驚訝也很高興，我們的工作對社會有用。
Anne L'Huillier教授幫助建立了阿秒激光物理學。這項工作可能很快就會照亮電子的世界。 Q：您的研究對激光技術的發(fā)展是否也有推動作用？ L'Huillier：當然，在過去的幾十年里，我們在阿秒物理方面的研究工作不斷啟發(fā)激光制造商開發(fā)出新的、更好的超短脈沖激光器。當然，我們也受益于更好的光束源。初始激光源越好，高次諧波就越好，越能夠產生阿秒脈沖。對我們來說，這將帶來進一步的技術進步，例如 USP 激光技術領域新診斷和測量方法，換句話說，我們不斷激勵彼此。但除了這些令人愉快的側面影響之外，我的工作中還有一些對我來說非常重要的東西。 Q：還有什么對你來說是非常重要的？ L'Huillier：我是一名研究員，但也是一名教師。這意味著我可以教一群聰明的年輕人，看著他們成長，豐富閱歷，我認為這是我最大的貢獻。
Anne L'Huillier簡介
Anne L'Huillier（安妮•呂利耶），1958年生于巴黎，法國物理學家，現(xiàn)為隆德大學原子物理學教授。她是建立阿秒物理學研究領域的關鍵人物之一，獲得了無數(shù)獎項。今年早些時候，她獲得了 Berthold Leibinger 未來獎，以表彰她的研究成就，僅僅幾天后，她與 Pierre Agostini 和 Ferenc Krausz 一起被授予2023年諾貝爾物理學獎。 文章來源：通快激光 注：文章版權歸原作者所有，本文僅供交流學習之用，如涉及版權等問題，請您告知，我們將及時處理。
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