「阿秒」突破了快門極限 超快光學領域的第四座諾貝爾獎

二○二三年諾貝爾物理學獎由美國俄亥俄州大學學者亞谷斯蒂尼、法籍瑞典物理學家呂利耶及德國慕尼黑路德維格馬克西米利安大學學者克勞茲獲得殊榮，表彰三人在於「阿秒（attosecond）物理學」的貢獻。國內學者解讀，該貢獻有助於理解材料科學，也有助於開發半導體電子元件，也是短脈衝、超快光學領域的第四座諾貝爾獎。

台灣科技媒體中心昨邀國內學者，解析今年諾貝爾物理學獎得獎研究的重要性。清華大學電機工程學系副教授陳明彰表示，人類眨眼睛是十的負三次方秒，奈秒是十的負九次方秒，飛秒是十的負十五次方秒，阿秒則是十的負十八次方秒。

他說，一九八○年代最短脈衝只到飛秒，二○○○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。

陽明交通大學生醫光電研究所助理教授賈世璿以「快門」形容阿秒。他說，快門愈短，才能捕捉愈瞬間的即時影像，科學家一直想突破快門極限，直到阿秒出現，才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，阿秒領域可操控光，嘗試製作電子開關。

陽明交通大學電子物理系教授羅志偉說明，超快光學都是短脈衝，這已是繼一九九九年化學獎頒給飛秒動力學、二○○五年物理獎頒給雷射光梳、二○一八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，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，可把本來不導電的絕緣體，在雷射作用下，把電子搬到導帶，瞬間就變成導體，可用於製作高速電晶體、電子元件，或用光源去操控材料，開發出不同的運用方式。

中研院物理研究所助理研究員溫昱傑則說，阿秒有助於人類觀察電子在不同物質中的特性，也有助於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，有助於半導體電子元件開發，是具長期影響力的技術。