2023年诺贝尔物理学奖授予阿秒物理领域三位学者 虎嗅APP 2023-10-04 12:32 发表于北京 以下文章来源于深究科学 ，作者常春藤等 深究科学 科学、技术、创新。在这里会带给您不一样的视角。️ 本文来自微信公众号：深究科学 （ID：deepscience），作者：常春藤、林岩，原文标题：《用 光学实验捕捉到最短的瞬间！2023年诺贝尔物理学奖授予阿秒物理领域三位学者》，头图来自： 视觉中国 10月3日晚间，2023年诺贝尔物理学奖在瑞典皇家科学院揭晓。今年的物理学奖颁给了三位学 者，表彰他们在“用于生成阿秒光脉冲以研究物质中电子动态的实验方法”方面作出的贡 献。  2023年诺贝尔物理学奖得主 获奖者介绍： 皮埃尔·阿戈斯蒂尼（Pierre Agostini）：俄亥俄州立大学；  弗伦茨·克劳斯（Ferenc Krausz）：马普量子光学研究所和慕尼黑的路德维希-马克西米利安大 学；  安妮·吕伊耶（Anne L’Huillier）：瑞典隆德大学。 获奖理由： 表彰他们在“用于生成阿秒光脉冲以研究物质中电子动态的实验方法”领域的贡献。 2023物理学奖解读： 2023年诺贝尔物理学奖的三位得主因他们的实验而受到表彰，他们为人类提供了探索原子和分子 内部电子世界的新工具。皮埃尔·阿戈斯蒂尼、弗伦茨·克劳斯和安妮·吕伊耶展示了一种创建极短 光脉冲的方法，这些光脉冲可以用来测量电子移动或能量变化的快速过程。 当被人类感知时，快速运动的事件会相互流动，就像由静止影像组成的电影被感知为连续运动一 样。如果我们想要研究真正短暂的事件，就需要特殊的技术。在电子世界中，变化在几十阿秒内 发生——阿秒是如此短暂，以至于自宇宙诞生以来的秒数与一秒钟内的阿秒数量相等。 这些获奖者的实验产生了光脉冲，其长度短到可以用阿秒来测量，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，安妮·吕伊耶发现当她将红外激光通过稀有气体时，会产生许多不同的泛音。每个泛音 都是一个光波，在激光的每个周期内有一定数量的周期。它们是由激光与气体中的原子相互作用 引起的；它给予某些电子额外的能量，然后以光的形式发射出来。安妮·吕伊耶继续探索这一现 象，为随后的突破奠定了基础。 2001年，皮埃尔·阿戈斯蒂尼成功地产生并研究了一系列持续时间仅为250阿秒的连续光脉冲。与 此同时，弗伦茨·克劳斯正在进行另一种类型的实验，可以单独隔离持续时间为650阿秒的光脉 冲。 这些获奖者的贡献使得以前无法跟踪的快速过程得以调查。 “我们现在可以打开电子世界的大门。阿秒物理学给予我们理解由电子主导的机制的机会。下一步 将是利用它们，”诺贝尔物理学奖委员会主席埃娃·奥尔松表示。 在许多不同领域都有潜在应用。在电子学中，了解和控制电子在材料中的行为非常重要。阿秒脉 冲还可以用于识别不同的分子，例如在医学诊断中。 皮埃尔·阿戈斯蒂尼（Pierre Agostini）在俄亥俄州立大学任教。他是一位物理学家，专注于激 光与原子分子相互作用的研究。在2001年，他成功地产生和研究了持续时间仅为250阿秒的连续 光脉冲，为探索原子和分子内部电子动态提供了重要工具； 弗伦茨·克劳斯（Ferenc Krausz）同时在德国马普量子光学研究所和慕尼黑的路德维希-马克西 米利安大学担任职位。他是一位物理学家和激光科学家，致力于超快速激光技术的研究。他的实 验成果包括成功隔离持续时间为650阿秒的单一光脉冲，为研究电子运动和能量变化提供了重要 手段； 安妮·吕伊耶（Anne L’Huillier）是瑞典隆德大学的教授。她是一位实验物理学家，专注于超快速 光谱学和激光科学。在1987年，她发现了通过稀有气体传输红外激光时会产生多种不同泛音的现 象。她的研究为后续突破打下了基础，并对发展阿秒光脉冲实验方法做出了重要贡献。 一、近几年获奖情况回顾 2022年 阿兰·阿斯匹克特（Alain Aspect）、约翰·克劳塞（John F. Clauser）以及安东·蔡林格（Anton Zeilinger）。 获奖者介绍： 法国巴黎萨克雷大学、巴黎综合理工学院阿兰·阿斯匹克特（Alain Aspect）、J.F.克劳塞协会约 翰·克劳塞（John F. Clauser）以及奥地利维也纳大学安东·蔡林格（Anton Zeilinger）。 获奖理由： 表彰他们“用纠缠光子的实验，建立对贝尔不等式的违反和开创量子信息科学”。 2021年 真 锅 淑 郎 （ Syukuro Manabe ） 、 克 劳 斯 · 阿 塞 尔 曼 （ Klaus Hasselmann ） 和 乔 治 · 帕 里 西 （Giorgio Parisi）。 获奖者介绍： 一半授予真锅淑郎（Syukuro Manabe）和克劳斯·阿塞尔曼（Klaus Hasselmann）；另一半授 予乔治·帕里西（Giorgio Parisi）。 获奖理由： 表彰真锅淑郎和克劳斯·阿塞尔曼“对地球气候的物理建模、量化可变性和可靠地预测全球变暖”的 贡献，同时表彰乔治·帕里西“发现了从原子到行星尺度的物理系统中无序和涨落之间的相互影 响”。 2020年 罗 杰 · 彭 罗 斯 （ Roger Penrose ） 、 莱 因 哈 德 · 根 泽 尔 （ Reinhard Genzel ） 和 安 德 里 亚 · 格 兹 （Andrea Ghez）。 获奖者介绍： 一半授予英国科学家罗杰·彭罗斯（Roger Penrose），另一半授予德国科学家莱因哈德·根泽尔 （Reinhard Genzel）和美国科学家安德里亚·格兹（Andrea Ghez）。 获奖理由： 表彰他们在“黑洞研究及发现银河系中央的超大质量天体”方面的贡献。 2019年 詹 姆 斯 · 皮 布 尔 斯 （ James Peebles ） 、 米 歇 尔 · 麦 耶 （ Michel Mayor ） 和 迪 迪 埃 · 奎 洛 兹 （Didier Queloz）。 获奖者介绍： 一半授予了美国物理学家詹姆斯·皮布尔斯（James Peebles），另一半授予了两位瑞士天体物理 学家，曾是师徒的米歇尔·麦耶（Michel Mayor）和迪迪埃·奎洛兹（Didier Queloz）。 获奖理由： 以表彰他们“为理解宇宙演化和地球在宇宙中的位置所做出的贡献”。 二、诺贝尔物理学奖的设立 1895年11月27日，阿尔弗雷德·诺贝尔签署了他的最后遗嘱和遗嘱，将他最大的财富份额给了一 系列奖项，即诺贝尔奖。正如诺贝尔遗嘱中所述，其中一部分献给“在物理学领域内做出最重要的 发现或发明的人”。 自1901年以来，一共颁发了115项诺贝尔物理学奖。该奖项有六年未颁发（1916年、1931年、 1934年、1940年、1941年和1942年），诺贝尔物理学奖已授予218位获奖者，其中约翰·巴丁 （John Bardeen）曾两次获奖。 迄今为止，最年轻的诺贝尔物理学奖获得者是劳伦斯·布拉格（Lawrence Bragg），他在1915年 与父亲一起获得诺贝尔奖时年仅25岁；最年长的诺贝尔物理学奖获得者是亚瑟·阿什金（Arthur Ashkin），他在2018年获得诺贝尔奖时已经96岁了。 三、物理学奖得主的提名和评选 诺贝尔物理学奖的提名只能通过委员会的邀请获得，被提名人的姓名和有关提名的其他信息要到 50年后才能透露。 提名和甄选程序 诺贝尔化学委员会向有能力和资格提名的人发送机密表格。 合格的提名人 根据法规，提交诺贝尔物理学奖提名书的权利应由以下各方享有： 1. 瑞典皇家科学院的瑞典和外国成员； 2. 诺贝尔物理学委员会成员； 3. 诺贝尔物理学奖获得者； 4. 瑞典、丹麦、芬兰、冰岛和挪威的大学和技术研究所以及斯德哥尔摩卡罗林斯卡学院化学科学 系的常任教授； 5. 在科学院选择的至少六所大学或大学学院（通常为数百所大学）中担任相应的教席，以确保在 不同国家及其学习席位上的适当分配； 6. 学院可能认为合适的其他科学家邀请他们提出建议。 诺贝尔奖获得者的评选 瑞典皇家科学院负责遴选诺贝尔物理学奖获得者。科学院任命诺贝尔物理学委员会，该委员会对 被提名者进行筛选，并为最终候选人提出建议。该委员会名义上由五名有投票权的成员组成，但 多年来还包括有表决权的兼职成员。 委员会的提案会在学院的物理学专家群体中讨论，他们可能会建议修改或向学院转达不同的提 案。最后，在学院的最后一次会议上提出其他建议。原则上可以建议本年度不颁发奖项，但这种 选择很少出现。 谁有资格获得诺贝尔物理学奖？ 2023年诺奖揭晓，量子点又是啥？ 原创 陈广晶 虎嗅APP 2023-10-04 20:38 发表于北京 出品｜虎嗅医疗组 作者｜陈广晶 编辑｜廖影 头图｜诺贝尔奖委员会官网 又到了跟着诺贝尔奖学知识的时间了。 就在刚刚，备受关注的诺贝尔奖化学奖揭晓，本次获奖的是美国麻省理工学院教授蒙吉·G·巴文迪 (Moungi G. Bawendi)、美国哥伦比亚大学教授路易斯·E·布鲁斯(Louis E. Brus)和美国纳米晶体 科技公司科学家阿列克谢·伊基莫夫(Alexey I. Ekimov)，获奖理由是：表彰他们在“量子点”发现 和发展方面的贡献。 上述三人将平分1100万瑞典克朗（相当于7265.5万元人民币）的奖金。 值得注意的是，本届诺贝尔化学奖延续了一直以来丰富多彩的路线，又一次颁给“跨界”学科—— 量子点与物理、材料科学密切相关，而非纯化学。诺奖委员会盛赞他们为“纳米技术增添了色 彩”。 那么量子点又是什么？有什么用？ 来自诺奖委员会官网 所谓的“量子点”，属于半导体范畴，只有1到10纳米，根据材料不同包括：硒化镉量子点、二氧 化硅修饰石墨烯量子点等。 量子点也被称为“人造原子”。在材料相同的情况下，不同尺寸会表现出独特的性质，比如发出不 同波长的光。作为一种非常稳定的荧光工具，量子点还可以将荧光亮度提高几个数量级。 2002年开始进入商业化阶段以后，量子点成为是OLED之后的第三代液晶屏材料；在医学上，量 子点催化化学反应，可以在外科肿瘤手术中提供更清晰的照明。 从量子点的发现历史看，1981年，当时还在圣彼得堡瓦维洛夫国立光学研究所的阿列克谢·伊基 莫夫首次在玻璃基质中发现了量子点；当时在新泽西州AT&T贝尔实验室的路易斯·E·布鲁斯发现 了量子点胶体溶液，他最初将其称为“小型半导体微晶”。 蒙吉·G·巴文迪则是量子点合成领域的开创者。在他的办公室有一台电视机，是世界上第一台量子 点电视，用的是含镉量子点，已经被禁止了——2013年欧盟相关部门通过了“在电子电器设备中 限制使用某些有害物质指令”，根据这一指令，含镉量子点的电视在2016年后被禁止。 尽管对于其安