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3學者「阿秒」獲諾貝爾物理獎 我國學者曝已是該領域第四座

2023年諾貝爾物理學獎得主為美國俄亥俄州大學學者亞谷斯蒂尼(Pierre Agostini)、法籍瑞典物理學家呂利耶(Anne L’Huillier)及德國慕尼黑路德維格馬克西米利安大學學者克勞茲(Ferenc Krausz)。路透
2023年諾貝爾物理學獎得主為美國俄亥俄州大學學者亞谷斯蒂尼(Pierre Agostini)、法籍瑞典物理學家呂利耶(Anne L’Huillier)及德國慕尼黑路德維格馬克西米利安大學學者克勞茲(Ferenc Krausz)。路透

2023年諾貝爾物理學獎由美國俄亥俄州大學學者亞谷斯蒂尼(Pierre Agostini)、法籍瑞典物理學家呂利耶(Anne L’Huillier)及德國慕尼黑路德維格馬克西米利安大學學者克勞茲(Ferenc Krausz)獲得殊榮,表彰三人在於阿秒(attosecond)物理學的貢獻,讓科學家更能一探物質中原子內的構造,幫助材料科學的理解,也有助於半導體電子元件開發,這也是短脈衝、超快光學領域的第四座諾貝爾獎

台灣科技媒體中心(SMC)今天邀請清華大學電機工程學系副教授陳明彰、陽明交通大學生醫光電研究所助理教授賈世璿、陽明交通大學電子物理系教授羅志偉、中研院物理研究所助理研究員溫昱傑等四位專家,解析今年諾貝爾物理學獎得獎研究的重要性。

陳明彰表示,人類眨眼睛是10的負3次方秒,奈秒是10的負9次方秒,飛秒是10的負15次方秒,阿秒則是10的負18次方秒。他表示,電子元件在奈米世界的運行速度快,當要在元件中加入電場、磁場,背後都是在控制電子的移動。1980年代最短脈衝只到飛秒,2000年後出現非線性光學,再到阿秒被發現,人類才能看見電子如何在奈米世界中運動。

賈世璿以「快門」形容阿秒,他表示,快門越短,才能捕捉越瞬間的即時影像,科學家一直想突破快門極限,如今已可做到10的負18次方秒,也就是阿秒。藉由阿秒,能看見電子運動的行為,這樣的脈衝也叫做「超快光學」,當把傳統奈秒速度提升,阿秒領域可以操控光,可以嘗試製作電子開關。

羅志偉則說明,超快光學都是短脈衝,這已是繼1999年化學獎頒給飛秒動力學、2005年物理獎頒給雷射光梳、2018年物理獎頒給脈衝放大技術後,該領域的第四座諾貝爾獎。他表示,因為有了短脈衝,就有快門很快的照相機,可以拍攝電子動態變化。

羅志偉也提到,運用短脈衝雷射,可以看見電子、聲子、自旋互相產生的作用力,如同在幫三個主角拍電影。當今可利用雷射技術,把絕緣體變成金屬,就是電子、聲子、自旋互相的作用力。包含現在工業應用、半導體世界,可以把本來不導電的絕緣體,在雷射作用下,把電子搬到導帶,一瞬間就變成導體,可製作高速電晶體、電子元件,或用光源去操控材料,就可以有不同運用的方式。

溫昱傑則說,阿秒有助於人類觀察電子在不同物質中的特性,也幫助理解與操控物質中的電子行為,包含量子材料、半導體產業,會涉及電子轉移、屏蔽與散射作用,藉此能幫助理解材料科學,也有助於半導體電子元件開發,是非常有長期影響力的技術開發。

清華大學 諾貝爾 諾貝爾獎 陽明交通大學

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