中國科大學(xué)數(shù)學(xué)研究所研究員魏志義對(duì)科技商報(bào)記者解釋說：“要形成新的波長(zhǎng)除了須要皮秒激光驅(qū)動(dòng)，還須要聚焦到二氧化碳，通過光與二氧化碳原子的互相作用形成所謂的高次紋波，高次紋波是在驅(qū)動(dòng)激光的一個(gè)周期中，形成兩個(gè)周期的波。”
據(jù)諾貝爾獎(jiǎng)委員會(huì)官網(wǎng)介紹，1987年，呂利耶及其朋友將一束紅外激光聚焦到惰性二氧化碳，結(jié)果發(fā)覺形成的紋波比之前用較長(zhǎng)波長(zhǎng)激光驅(qū)動(dòng)所形成的紋波更多、更強(qiáng)，但是觀測(cè)到的許多紋波具有相像的光強(qiáng)。
科學(xué)家們進(jìn)一步研究發(fā)覺，一旦這種紋波存在，它們會(huì)互相作用。當(dāng)這種紋波的峰值互相重合時(shí)，光會(huì)顯得更強(qiáng)烈；但當(dāng)一個(gè)紋波的波峰與另一個(gè)紋波的波谷重合時(shí)，光會(huì)顯得不這么強(qiáng)烈。在適當(dāng)?shù)那闆r下，紋波重合后會(huì)出現(xiàn)一系列紫外波段的激光脈沖，其中每位脈沖時(shí)長(zhǎng)僅幾百阿秒。物理學(xué)家在上世紀(jì)90年代就明白了這背后的理論，但直至2001年才真正闡明其“廬山真面目”。
2001年，阿戈斯蒂尼及其在歐洲的朋友，在實(shí)驗(yàn)上成功形成了一系列僅持續(xù)250阿秒的脈沖串。費(fèi)倫茨·克勞斯和其在德國的伙伴們則另辟蹊徑，成功隔離出持續(xù)時(shí)長(zhǎng)650阿秒的單個(gè)孤立光脈沖，并且用其跟蹤和研究了將電子從原子中“拉”出來的過程。
“正是以這三位科學(xué)家為代表的研究人員長(zhǎng)達(dá)十幾年的工作，通過聰明才智和不懈努力，使超快科學(xué)步入了阿秒時(shí)代！”魏志義指出說。
阿秒脈沖有望在多個(gè)領(lǐng)域“大顯身手”
一只小小的蜂鳥每秒可以拍打翅膀80次，用人眼是難以認(rèn)清的，但采用高速攝影單反就可將其動(dòng)作定格成一幀幀清晰的畫面。
魏志義形象地強(qiáng)調(diào)：“阿秒光脈沖正是研究微觀物質(zhì)世界的‘高速攝影單反’，可將‘狂飆’的電子定格出來進(jìn)行觀察。”
魏志義滿腔希望地表示：“在（阿秒）這么短的時(shí)間尺度上研究和理解電子，有望推動(dòng)超高速電子學(xué)的快速發(fā)展，有朝一日可能催生更強(qiáng)悍的計(jì)算機(jī)芯片。它還使我們才能依據(jù)分子的電子特點(diǎn)來分辨分子，并用于癌癥的快速確切的確診。”
據(jù)諾貝爾獎(jiǎng)委員會(huì)官網(wǎng)介紹，克勞斯團(tuán)隊(duì)通過結(jié)合寬帶光學(xué)、超快激光光源和精確的皮秒-阿秒泵浦偵測(cè)技術(shù)，開發(fā)出了電場(chǎng)分子指紋技術(shù)，可以偵測(cè)生物流體內(nèi)分子成份的變化。這有望成為一種新的體外確診剖析技術(shù)，測(cè)量血液樣本中癌癥的特點(diǎn)分子，這一技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于可以同時(shí)檢測(cè)許多分子諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)2023量子糾纏論文，且不會(huì)對(duì)人體導(dǎo)致傷害。
據(jù)魏志義介紹，目前國際上除上述研究組外，日本、加拿大、意大利、瑞士、日本、韓國等國家的多個(gè)研究組也仍然舉辦有阿秒脈沖的形成及在數(shù)學(xué)、化學(xué)、生物等眾多領(lǐng)域的應(yīng)用研究。
“如英國中田納西學(xué)院常增虎院士的團(tuán)隊(duì)先后于2012年及2017年兩次創(chuàng)造了最短阿秒脈沖的世界紀(jì)錄，法國聯(lián)邦技術(shù)學(xué)院于2017年報(bào)導(dǎo)的43阿秒結(jié)果迄今仍保持著目前最短的世界紀(jì)錄。非常是歐共體在法國建設(shè)了以阿秒激光為主體內(nèi)容的極端光設(shè)施（ELI-ALPS），用以提供不同領(lǐng)域的科學(xué)家舉辦阿秒科學(xué)研究”，對(duì)于阿秒領(lǐng)域的成果，魏志義如數(shù)家珍。
阿秒光脈沖的研究也得到中國科學(xué)家的廣泛注重。中國科大學(xué)化學(xué)研究所、上海光機(jī)所、西安光機(jī)所、北京學(xué)院、華東師范學(xué)院、國防科技學(xué)院、華中科技學(xué)院等單位都舉辦有阿秒科學(xué)的研究。2013年，魏志義課題組首次在國外形成并檢測(cè)得了160阿秒的孤立阿秒脈沖，目前正在進(jìn)一步朝著更短占空比、更高能量及更高重復(fù)頻度的方向發(fā)展，結(jié)合終端設(shè)備，為阿秒激光在匯聚態(tài)化學(xué)、原子分子化學(xué)、化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、信息、能源等領(lǐng)域的研究提供國際領(lǐng)先的平臺(tái)與設(shè)施。
但凡過往，皆為終章！隨著技術(shù)的不斷發(fā)展諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)2023量子糾纏論文，未來有望形成比阿秒更短的時(shí)間單位，如仄秒（10的負(fù)21次方秒）、幺秒（10負(fù)24次方秒）等。在科學(xué)探求和技術(shù)發(fā)展的征程中，人類前進(jìn)的步伐永不停息。