瑞典皇家科学院决定将2023年诺贝尔物理学奖联合授予Pierre Agostini、 Ferenc Krausz和Anne L’Huillier，“以表彰他们创造了产生阿秒光脉冲的实验方法用来研究原子、分子和物质中的电子动力”。
但对于大多数人来说，看到“阿秒激光”是很陌生的，那们就带领大家一起来了解一下阿秒激光是什么？有什么用？为何能斩获？
- 阿 秒 激 光 是 什 么 ？
谈起激光，可能你不了解科研实验中的激光，但一定知道激光笔。不过，大多数普通人描述激光大概只能想到一个词，就是“颜色”。在我们的印象中，激光是五颜六色的。激光颜色的本质就是激光的频率，或者说波长。波长和频率之间是一个简单的换算关系，它们的乘积等于光速。
- 那除了颜色，关于激光你还会想到什么？
你可能想到了亮度。对，激光笔的发射功率越大就越亮，也会越热。（注意：当激光强度较大时，不可直接肉眼观察，更不可以直接皮肤接触！
还有其他的吗？你可能想不到了吧？
其实，在专业人士这里，描述激光，还有一个非常重要的参数，它叫：脉冲宽度，简称为“脉宽”。要理解什么阿秒激光，关键就是要了解什么是脉宽。
在激光刚被发明出来的时候，激光是一种连续发出的光。什么意思呢？我们不妨把激光笔想象成一把滋水枪，发出的激光想象成水流。一般的滋水枪扣动扳机时，水流是连续不断地从枪口喷出的，这就是连续激光。
“连续激光”
但也有一种滋水枪，扣动扳机的时候，水流是以一个非常短的间隔，一小股一小股喷出的，就好像发射一颗颗水子弹一样，这种滋水枪通常都比连续发射的水枪有更强的冲击力，打得更远。对于激光器来说也是这样的，有些激光器可以把激光分割成一小股一小股，以极短的间隔时间射出，这种激光就被称为“脉冲激光”。
“脉冲激光”
对于激光器来说也是这样的，有些激光器可以把激光分割成一小股一小股，以极短的间隔时间射出，这种激光就被称为“脉冲激光”。不过，我们人的眼睛有视觉残留，当发射的频率快到一定程度，肉眼看到的依然是一束连续的激光。脉冲激光相较于连续激光的优势就是能获得更高的功率，把激光脉冲分割的越小，发射的频率越快，能量也就越大。
科学家们通常把每一个激光脉冲的间隔时间称为“脉冲宽度”(简称为脉宽)，所以，脉宽的单位就是时间单位。一束每隔 1秒发出一次的激光，它的脉宽就是 1 秒，这种激光我们就可以把它叫做“秒光”，随之而来就有了“纳秒光”，它表示激光的脉宽等于1纳秒（10⁻⁹ s）；“皮秒光”，它表示激光的脉宽等于1纳秒（10⁻¹² s）；“飞秒光”，它表示激光的脉宽等于1飞秒（10⁻¹⁵ s），脉宽依次减小。再小一级就是本次诺贝尔物理学奖中的“阿秒光”了，1阿秒等于10⁻¹⁸ s。
阿秒激光是迄今为止，人类能够制造出来的最短时间间隔的东西，制造阿秒激光的方法就是本次几位诺奖得主发明的。简单来说，就是用一束飞秒激光去轰击某种惰性气体，就能激发出脉宽更小的阿秒激光。轰击不同的惰性气体就能产生不同类型的阿秒光。
- 阿 秒 激 光 有 什 么 用 呢 ?
如今看电影和拍短视频成为人们日常中必不可少的活动，我们可以想象得到如何构造一台“原子照相机”来观测一个原子的中的电子的运动呢？
这个原子照相机，想要记录原子核附近电子的实时运动，那么它必须在阿秒时间内能完成一次成像。因为电子运动得太快了它的时间尺度就是24阿秒，这个时间又叫原子时间(the atomic unit of time)。一个电子绕原子核运动的“微电影”，运动一周的时间是150阿秒。
还有其他的吗？你可能想不到了吧？
至今，我们还不能清楚地捕捉原子中电子的运动讨程，这是非常可惜的。关于阿秒激光，我们所能了解到的就是可以“亲眼看看”那些重复了百八十遍的量子隧穿和跃迁过程。
相信在阿秒尺度下，所谓量子会表现得像它本来的样子，无需诠释，缘来如此。阿秒物理才是量子力学真正所研究的物理。只有阿秒激光才可能能让我们看清量子力学，并通过阿秒激光获得操控和改变原子的能力。这就是我们所期待的未来，总会有一人制造出阿秒激光并进入原子的内容，跟那些绕核运动的电子说一声，“Hello, atomic world”！
注：文章部分内容参考
1. “汪诘：阿秒激光有啥用？为啥它值得一个诺贝尔奖？”
2. “序.阿秒激光(attosecond laser)何时才能出现，像飞秒激光一样普及呢？”
