2023年诺贝尔物理学奖简介及其他

诸平

据诺贝尔奖网站（nobelprize.org）报道，瑞典皇家科学院（Royal Swedish Academy of Sciences）决定将2023年诺贝尔物理学奖（Nobel Prize in Physics 2023）授予美国俄亥俄州立大学（The Ohio State University, Columbus, USA）的皮埃尔·阿戈斯蒂尼（Pierre Agostini）、德国马克斯普朗克量子光学研究所（Max Planck Institute of Quantum Optics, Garching）和德国路德维希-马克西米利安-慕尼黑大学（Ludwig-Maximilians-Universität München, Germany）的费伦茨·克劳斯（Ferenc Krausz）以及瑞典隆德大学（Lund University, Sweden）的安妮·惠利尔（Anne L’Huillier），以表彰他们“用于产生阿秒光脉冲以研究物质中电子动力学的实验方法”。

获奖者简介

皮埃尔·阿戈斯蒂尼（Pierre Agostini）：1968年获得法国艾克斯-马赛大学（Aix-Marseille University, France）博士学位。现为美国哥伦布俄亥俄州立大学教授。

费伦茨·克劳斯（Ferenc Krausz）：1962年出生于匈牙利莫尔（Mór, Hungary）。1991年获得奥地利维也纳科技大学（Vienna University of Technology, Austria）博士学位。现任德国加兴马克斯普朗克量子光学研究所所长、路德维希-马克西米利安-慕尼黑大学教授。

安妮·惠利尔（Anne L’Huillier）：1958年出生于法国巴黎（Paris, France）。1986年获得法国巴黎皮埃尔和玛丽居里大学（University Pierre and Marie Curie, Paris, France）博士学位。现为瑞典隆德大学教授。

用光捕捉最短瞬间的实验（Experiments with light capture the shortest of moments）

三位2023年诺贝尔物理学奖获得者因其实验而获得认可，这些实验为人类探索原子和分子内的电子世界提供了新工具。皮埃尔·阿戈斯蒂尼、费伦茨·克劳斯和安妮·惠利尔展示了一种产生极短光脉冲的方法，可用于测量电子移动或改变能量的快速过程。

当人类感知时，快速移动的事件会相互流动，就像由静止图像组成的电影被感知为连续的运动一样。如果我们想调查非常短暂的事件，我们需要特殊的技术。在电子世界中，变化发生在十分之几阿秒（attosecond简称as）内——阿秒（attosecond）是如此之短，以至于一秒钟内发生的变化与宇宙诞生以来几秒的变化一样多。

获奖者的实验产生了如此短的光脉冲，可以以阿秒为单位进行测量，从而证明这些脉冲可用于提供原子和分子内部过程的图像。

1987年，安妮·惠利尔发现，当她通过惰性气体传输红外激光时，会产生许多不同的光的泛音。每个泛音都是一个光波，激光中每个周期都有给定的周期数。它们是由激光与气体中的原子相互作用引起的；它给一些电子额外的能量，然后以光的形式发射出来。安妮·惠利尔继续探索这一现象，为后续的突破奠定了基础。

2001年，皮埃尔·阿戈斯蒂尼成功产生并研究了一系列连续的光脉冲，其中每个脉冲仅持续 250 阿秒(250 as)。与此同时，费伦茨·克劳斯正在进行另一种类型的实验，该实验可以分离出持续650 as的单个光脉冲。

获奖者的贡献使得对以前无法追踪的快速过程的研究成为可能。

诺贝尔奖物理学委员会主席伊娃·奥尔森 (Eva Olsson) 说：“我们现在可以打开电子世界的大门。阿秒物理学(Attosecond physics)使我们有机会了解电子控制的机制。下一步将是利用它们。”

在许多不同领域都有潜在的应用。例如，在电子领域，了解和控制电子在材料中的行为非常重要。阿秒脉冲还可用于识别不同的分子，例如在医学诊断中。更多信息详见插图：

电子运动 (pdf)

泛音 (pdf)

激光与气体中的原子相互作用 (pdf)

实验装置示例 (pdf)

了解有关2023年奖项的更多信息

科普背景：光脉冲中的电子 (pdf)
科学背景：“用于生成阿秒光脉冲以研究物质中电子动力学的实验方法”(pdf)

诺贝尔物理学奖117届224名获奖者，其中女性获奖者5人

自1901年以来，共颁发117次诺贝尔物理学奖。在1916年、1931年、1934年、1940年、1941年以及1942年没有颁奖。其中47次物理学奖只颁给了一位获奖者；32次物理学奖由两位获奖者共同获得；共有38次物理学奖由三位获奖者分享。因此，1901-2023年应该有225名诺贝尔物理学奖获奖者，但是，约翰·巴丁（John Bardeen）曾两次获得诺贝尔物理学奖，故自1901年以来，只有224人获得诺贝尔物理学奖，其中女性获奖者5人。

获得诺贝尔物理学奖的女科学家

1903 – Marie Curie (also awarded the 1911 Nobel Prize in Chemistry.)
1963 – Maria Goeppert-Mayer
2018 – Donna Strickland
2020 – Andrea Ghez
2023 – Anne L’Huillier

List of all female Nobel Prize laureates