2023年諾獎研究成果對普通人生活有何影響?

文章來源: - 新聞取自各大新聞媒體,新聞內容並不代表本網立場!
(被閱讀 次)

法新社報道,瑞典皇家科學院10月3日宣布,將2023年諾貝爾物理學獎授予皮埃爾·阿戈斯蒂尼(Pierre Agostini)、費倫茨·克勞斯(Ferenc Krausz)和安妮·呂利耶(Anne L’Huillier),以表彰他們開發出的能夠產生阿秒量級光脈衝的實驗方法,這些方法被用來研究物質中的電子動力學。三位科學家將分享1100萬瑞典克朗的獎金。



▲ (左至右)2023年諾貝爾物理學獎得主:皮埃爾·阿戈斯蒂尼、費倫茨·克勞斯和安妮·呂利耶。呂利耶是1901年以來第五位諾貝爾物理學獎女性得主。(法新社圖)

01他們的發現“打開了電子世界的大門”

諾貝爾獎委員會指出,得益於三名獲獎者的貢獻,使此前無法跟蹤的超快過程研究成為可能。人類對超快過程的感知是連續性的,例如電影本來是由多個靜止畫麵構成的,但通過連續播放,觀眾感知到的則是連續的動態畫麵。



▲ 10 月 3 日,斯德哥爾摩瑞典皇家科學院宣布 2023 年諾貝爾物理學獎獲獎者時,平板電腦上顯示了三位獲獎者。(法新社圖)

瑞典皇家科學院還表示,如果想研究轉瞬即逝的事件,就需要擁有特殊的技術。三位物理學家的發現“打開了電子世界的大門”:電子世界發生變化的時間非常之快,需要以阿秒為計量單位。而阿秒如此之短暫,“一秒鍾裏所包含的阿秒,相當宇宙誕生至今所包含的秒數”。

諾貝爾物理學委員會主席奧爾森(Eva Olsson)在當天的一份聲明中說:“阿秒物理學讓我們有機會理解由電子控製的機製,下一步將是更好利用它們。”

此外,“阿秒脈衝還可用於識別不同的分子,如醫學診斷”。

02第五位諾貝爾物理學獎女得主:接到獲獎電話時正在講課

現年65歲的呂利耶,法國、瑞典雙國籍,1986年獲法國巴黎皮埃爾和瑪麗居裏大學博士學位。目前是瑞典隆德大學原子物理教授,致力於研究短而強的激光場與原子之間的相互作用。呂利耶是最早通過實驗證明高次諧波(阿秒脈衝形成的過程)產生的人之一,並對該過程的恰當理論描述的發展作出重大貢獻。她還進行了許多開創性實驗,以加深對基本過程的理解。她也是新阿秒科學研究領域形成的關鍵參與者。



▲ 呂利耶近照。(法新社圖)

3日,正在上課的呂利耶接到了諾貝爾獎委員會的電話。得知自己獲獎後,她便繼續講課。“我深受感動,獲(諾貝爾物理學)獎的女性並不多,所以這非常非常特別。”她表示。

呂利耶強調,她的研究在半導體行業和成像領域有著實際的應用。“我在研究中看到兩件基本的事。一是觀察電子及其特性;另一個則更實用——我們產生的輻射對於半導體工業和成像一樣有用。”

關於電子的觀測,她用通俗的語言解釋說:“在這種過程中,電子更像是波,就像水波一樣,而我們試圖用我們的技術測量波峰的位置。”

呂利耶是1901年以來第五位諾貝爾物理學獎女性得主,此前四位分別是:波蘭裔法國籍物理學家瑪麗·居裏(1903年)、旅美德國物理學家瑪麗亞·格佩特-梅耶(1963年)、加拿大物理學家唐娜·斯特裏克蘭(2018年)和美國天文學家安德烈婭·蓋茲(2020年)。



▲ 法國物理學家、1903 年諾貝爾物理學獎獲得者瑪麗·居裏(左)、因其激光工作而獲得 2018 年諾貝爾物理學獎的加拿大人唐娜·斯特裏克蘭(中)以及因其工作而獲獎的物理學家瑪麗亞·格佩特·梅耶爾(右) 1963年獲得原子物理學博士學位。(媒體報道截圖)

在當天在隆德舉行的記者會上,呂利耶還不忘鼓勵女性從事科學事業:“去做吧!”

對此,法國高教部長勒塔約(Sylvie Retaileleau)向法新社表示:“對所有猶豫是否要從事科學事業的年輕女性來說,這是一個非常好的消息。”

03“不知道是在做夢還是現實”

與呂利耶一同獲獎的克勞斯,1962年出生於匈牙利莫爾,1991年獲奧地利維也納理工大學博士學位,現任德國馬克斯·普朗克量子光學研究所主任、慕尼黑大學物理學教授。1990年代,他在維也納技術大學時,就對用激光產生超短光脈衝感興趣。2000年代早期,他的研究團隊產生了第一個阿秒脈衝,證明了脈衝時長在阿秒量級,並用來對原子尺度上的電子運動做了實時觀測。



▲ 費倫茨·克勞斯(Ferenc Krausz)近照。(法新社圖)

克勞斯向媒體表示,接到諾貝爾委員會電話時,他正在準備研究所開放日的演講稿。獲獎的消息讓他非常意外,“我不知道自己是在做夢還是現實”。

他向德新社表示,電子運動是原子核之外自然界存在的最快運動,而活體細胞內一切活動的根源就是電子運動,因此這些運動也是人體病變的基礎。電子動力學的研究有望為癌症等疾病的早期發現及治療提供更多的信息。

值得一提的是,克勞斯和呂利耶2022年剛獲得有“諾獎風向標”之稱的沃爾夫獎,當時與二人一起獲獎的還有渥太華大學教授Paul Corkum。

除了呂利耶,獲得本次諾貝爾物理學獎的還有一位法國學者:阿戈斯蒂尼,1968年獲法國艾克斯-馬賽大學博士學位,2001年起在美國俄亥俄州立大學任教。阿戈斯蒂尼在強場物理領域具有重要影響。他特別關注激光與物質相互作用,尤其是當涉及到強電磁場如何影響原子和分子行為的問題,多光子和隧穿電離是他主要研究的兩個方麵。



▲ 阿戈斯蒂尼近照。(法新社圖)

04法媒:法國科研“牆內開花牆外香”

3日,物理學出身的法國高教部長勒塔約在接受法新社采訪時表示,對兩名法國學者獲得諾貝爾物理學獎感到“非常自豪”。



▲ 法國高教部長勒塔約曾於卡尚高等師範學院(巴黎薩克雷高等師範學院的前身)攻讀物理學。(法新社圖)

實際上,最近十年,法國學者曾多次獲得諾貝爾獎,其中包括兩次文學獎(2022年、2014年)、三次物理學獎(2023年、2022年、2018年)、兩次化學獎(2020年、2016年)和兩次經濟學獎(2019年、2014年)。

然而,法媒指出,在這些獲得諾貝爾獎的法國學者(文學獎除外)中,不少人都在國外從事科研活動,比如法國微生物學家、遺傳學家和生物化學家沙爾龐捷(Emmanuelle Charpentier)。

法國《回聲報》報道,在德國馬克斯·普朗克研究所從事病原體學研究的沙爾龐捷獲得2020年諾貝爾化學獎。法國政府隨即表示“無比自豪”,因為這再次表明“法國研究的卓越性和吸引力”。但實際上沙爾龐捷從未在法國開展科研。不僅如此,她本人甚至明確表示,“要在法國進行為她贏得諾貝爾獎的研究是絕對不可能的”。

報道指出,法國高校科研人員的工資是高收入國家中最低的。此外,一些實驗室由私人資金過度資助,另一些實驗室則缺乏資源,加劇競爭和不平等,研究人員不得不花大把時間在科研以外的任務上。巴黎-薩克雷大學校長依奧高娜(Estelle Iacona)在近期的采訪中在被問到是否希望學校能有更多諾貝爾獎得主時也承認說,法國大學學者爭取科研資金比其他國家更困難。那麽,出現“牆內開花牆外香”的現象也在所難免了。