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必发集团官网登录诺奖得主与沪上大中学生畅谈发明世界上“最快的相机”|免费日产区2
发布时间:2026-06-28 08:24:20| 文章来源:必发bifa官方网站科技
昨天(4月18日)◈✿✿,第十四期“浦江科学大师讲坛”在复旦大学相辉堂举行◈✿✿。诺贝尔物理学奖得主◈✿✿、瑞典隆德大学教授免费日产区2021◈✿✿、瑞典皇家科学院院士安妮·吕利耶◈✿✿,以“阿秒脉冲的探索之旅”为题◈✿✿,与上海市高校及中学师生代表面对面畅谈◈✿✿。这是她第一次到访中国◈✿✿。
2023年◈✿✿,她与皮埃尔·阿戈斯蒂尼和费伦茨·克劳斯共同荣获诺贝尔物理学奖◈✿✿,以表彰他们“为研究物质中电子动力学而开发出产生阿秒光脉冲的实验方法”◈✿✿。
如果一只鸟儿以每秒1米的速度掠过天空◈✿✿,我们可以轻松用眼睛追随它◈✿✿。但如果换作一颗击穿苹果的子弹◈✿✿,它的速度快到用肉眼无法捕捉◈✿✿,只有借助高速摄像机◈✿✿,使用慢动作回放◈✿✿,我们才能看清苹果破裂的瞬间◈✿✿。
相比之下◈✿✿,自然界微观世界的粒子运动更快◈✿✿。以氢原子为例◈✿✿,其电子绕原子核运动一周的时间大约是150乘以10-18秒◈✿✿,即150阿秒免费日产区2021◈✿✿。
1阿秒有多短?吕利耶打了一个比方◈✿✿,目前可以观测到的最长时间尺度是宇宙的年龄◈✿✿,大约为140亿年◈✿✿。1阿秒比1秒◈✿✿,就相当于1秒相当于整个宇宙年龄的长短◈✿✿。
要看清原子内电子的运动必发集团官网登录◈✿✿,就需要曝光时间短至阿秒量级的超快“照相机”◈✿✿。阿秒激光脉冲◈✿✿,就是这样的相机闪光灯◈✿✿。可是◈✿✿,制造阿秒量级的超快光脉冲极为困难◈✿✿。
上世纪80年代末◈✿✿,当时还是法国萨克雷核研究中心年轻研究员的吕利耶免费日产区2021◈✿✿,意外下找到了解决这一问题的办法◈✿✿。在一次实验中◈✿✿,她用一束普通的红外激光去照射气体◈✿✿,意外发现了一种现象◈✿✿:气体发出了一种“光的泛音”◈✿✿。就像你弹一下吉他弦◈✿✿,它不但发出基音◈✿✿,还发出更高频率的泛音◈✿✿。这里◈✿✿,气体发出的“泛音”是极紫外光◈✿✿,而且这些泛音叠在一起◈✿✿,在时间上竟然形成了一连串极短的光闪◈✿✿,短到只有阿秒级别必发集团官网登录◈✿✿。
这就是“高次谐波”现象◈✿✿。高次谐波之所以能产生阿秒光脉冲◈✿✿,是因为它在频率上覆盖了极宽的“光谱带宽”必发集团官网登录◈✿✿,根据数学中的傅里叶变换◈✿✿,宽的带宽在时间上对应着极短的脉冲◈✿✿。它像一个意外的礼物免费日产区2021◈✿✿,让吕利耶等科学家拥有了阿秒光脉冲◈✿✿,得以逐步创造出梦寐以求的“超高速相机”◈✿✿。
随着近20年科技的快速发展◈✿✿,尤其是飞秒和阿秒激光技术以及相关探测技术的发展◈✿✿。科学家们已经具备了非常先进的阿秒脉冲产生和测量技术◈✿✿,实验室可以获得脉宽接近甚至短于20阿秒的光脉冲◈✿✿。
“通过神奇的阿秒光脉冲◈✿✿,我们得以看见并认识微观世界必发集团官网登录◈✿✿。”然而必发集团官网登录◈✿✿,从观察微观世界的粒子运动◈✿✿,到理解规律◈✿✿,再到利用这些规律来改造微观世界◈✿✿,仍然是一个漫长的过程◈✿✿。正如吕利耶所言◈✿✿:“我从事这个领域的研究工作已经大约40年了◈✿✿,在这个过程中◈✿✿,我们不断看到并学习新事物◈✿✿。未来◈✿✿,我们还将朝着阿秒物理学的更深处迈进◈✿✿。”
1飞秒又有多快?它是1秒的一千万亿分之一◈✿✿。凭借飞秒激光这一“超级快门”必发集团官网登录◈✿✿,科学家得以“拍摄”化学反应中原子核的振动◈✿✿、化学键的断裂与形成◈✿✿。然而◈✿✿,在原子内部◈✿✿,电子的运动速度比原子核快千倍◈✿✿,其运动的时间尺度是更短的“阿秒”级别◈✿✿。用飞秒“快门”去捕捉电子◈✿✿,得到的只是一片模糊的拖影◈✿✿。
阿秒激光脉冲的诞生◈✿✿,正是一场更深刻的“超快革命”◈✿✿。其最深远的影响◈✿✿,不止于突破观测极限必发集团官网登录◈✿✿,更在于它将百年物理难题◈✿✿,即光电效应中电子的“瞬时”发射◈✿✿,转变为了一个可观测◈✿✿、可测量的科学课题必发集团官网登录◈✿✿。
如今免费日产区2021◈✿✿,阿秒科学已成为汇聚多学科智慧的前沿阵地◈✿✿,持续驱动源头创新◈✿✿。在物理学中免费日产区2021◈✿✿,它正帮助科学家破解高温超导◈✿✿、量子材料背后的电子奥秘◈✿✿;在化学与生物医学领域◈✿✿,它让直接观测电荷转移◈✿✿、DNA辐射损伤机制成为可能◈✿✿,为理解生命过程和研发新药提供了革命性的工具◈✿✿;在工业领域◈✿✿,基于阿秒的极紫外光源已开始用于纳米级半导体结构的无损检测◈✿✿,为下一代电子产品的制造保驾护航◈✿✿。
面对未来◈✿✿,吕利耶充满期待◈✿✿,也保持着科学家的审慎◈✿✿。她表示◈✿✿,从观察到理解◈✿✿,再到最终控制与利用◈✿✿,这是一个需要不断探索新事物的过程◈✿✿,“不断学到新的东西 是我前进的动力”◈✿✿。必发官网◈✿✿,必发唯一登录◈✿✿,必发集团官网◈✿✿!bifa必发唯一官网◈✿✿,必发集团官网登录◈✿✿,
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