今年諾貝爾物理獎今(3)日揭曉,頒給美國俄亥俄州立大學名譽教授亞谷斯蒂尼(Pierre Agostini)、匈牙利裔的奧地利物理學家克勞斯(Ferenc Krausz)和法國物理學家呂利耶(Anne L’Huillier),以表彰他們「用於產生阿秒(attosecond)光脈衝來研究物質中電子動力學的實驗方法」。

台灣科技媒體中心今(3)日在諾貝爾物理學獎得主公佈後,邀請國內相關領域學者,評論得獎者的貢獻。

三位獲獎學者的實驗可以產生以阿秒(時間單位,10的負18次方秒)為單位的極短光脈衝,而「電子」是物質組成的粒子。

陽明交大生醫光電研究所助理教授賈世璿說明,拍照時需要快門,如果要拍到一個移動很快的東西,例如說跑得很快的運動員,那就需要很短的快門速度,才能夠捕捉動態的瞬間。電子的移動速度很快,難以清楚觀察,而光脈衝就類似於相機快門,只要光脈衝比電子移動速度更快,那就可以拍到電子的移動情況,三位得獎者即是發展出阿秒光脈衝,在此方面做出貢獻。

陽明交大電子物理系教授羅志偉則說,今年已是類似領域第4度獲得諾貝爾獎,過去的得獎情況是1999年諾貝爾化學獎頒給飛秒動力學、2005年諾貝爾物理獎頒給雷射光梳、2018年諾貝爾物理獎頒給脈衝放大技術後。

今年諾貝爾物理學獎得主之一的呂利耶,是該獎項史上第5位獲獎的女性。路透社
今年諾貝爾物理學獎得主之一的呂利耶,是該獎項史上第5位獲獎的女性。路透社

至於此一研究的應用,中研院物理研究所助研究員溫昱傑說,此一研究可幫助人們了解不同物質中電子的行為,很多電子元件運作都跟電子的行為有關,電子的行為攸關電子元件的性能,對於找尋物質在光電等領域的作用,以及材料科學的更多理解,都有幫助。

羅志偉也說,阿秒光脈衝對製作高速的電子元件、電晶體等有幫助;賈世璿亦稱,可能可讓電子產品中央處理器(CPU)的運送速度更快。

另外,溫昱傑表示,此一研究有助於讓未來半導體等電子元件的製作更進步,但未必能讓半導體的製程往更小的奈米去突破,因為半導體製程進步需要解決的障礙很多,阿秒光脈衝僅能解決部分問題。

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