今年诺贝尔物理奖今(3)日揭晓,颁给美国俄亥俄州立大学名誉教授亚谷斯蒂尼(Pierre Agostini)、匈牙利裔的奥地利物理学家克劳斯(Ferenc Krausz)和法国物理学家吕利耶(Anne L’Huillier),以表彰他们「用于产生阿秒(attosecond)光脉冲来研究物质中电子动力学的实验方法」。

台湾科技媒体中心今(3)日在诺贝尔物理学奖得主公布后,邀请国内相关领域学者,评论得奖者的贡献。

三位获奖学者的实验可以产生以阿秒(时间单位,10的负18次方秒)为单位的极短光脉冲,而「电子」是物质组成的粒子。

阳明交大生医光电研究所助理教授贾世璇说明,拍照时需要快门,如果要拍到一个移动很快的东西,例如说跑得很快的运动员,那就需要很短的快门速度,才能够捕捉动态的瞬间。电子的移动速度很快,难以清楚观察,而光脉冲就类似于相机快门,只要光脉冲比电子移动速度更快,那就可以拍到电子的移动情况,三位得奖者即是发展出阿秒光脉冲,在此方面做出贡献。

阳明交大电子物理系教授罗志伟则说,今年已是类似领域第4度获得诺贝尔奖,过去的得奖情况是1999年诺贝尔化学奖颁给飞秒动力学、2005年诺贝尔物理奖颁给雷射光梳、2018年诺贝尔物理奖颁给脉冲放大技术后。

今年诺贝尔物理学奖得主之一的吕利耶,是该奖项史上第5位获奖的女性。路透社
今年诺贝尔物理学奖得主之一的吕利耶,是该奖项史上第5位获奖的女性。路透社

至于此一研究的应用,中研院物理研究所助研究员温昱杰说,此一研究可帮助人们了解不同物质中电子的行为,很多电子元件运作都跟电子的行为有关,电子的行为攸关电子元件的性能,对于找寻物质在光电等领域的作用,以及材料科学的更多理解,都有帮助。

罗志伟也说,阿秒光脉冲对制作高速的电子元件、电晶体等有帮助;贾世璇亦称,可能可让电子产品中央处理器(CPU)的运送速度更快。

另外,温昱杰表示,此一研究有助于让未来半导体等电子元件的制作更进步,但未必能让半导体的制程往更小的奈米去突破,因为半导体制程进步需要解决的障碍很多,阿秒光脉冲仅能解决部分问题。

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