三名科学家获诺贝尔物理学奖，研究探测电子运动方式

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周二，诺贝尔物理学奖开奖，来自美国、德国和瑞典的三位科学家获奖。据诺贝尔奖委员会称，阿戈斯蒂尼（Pierre Agostini）、克劳兹（Ferenc Krausz）和吕利耶（Anne L’Huillier）因通过实验探索了电子的模糊领域而获奖，这些实验“为人类探索原子和分子内部的电子世界提供了新的工具”。

三位获奖科学家

吕利耶今年65岁，瑞典隆德大学教授。她出生于巴黎。诺奖委员会在给吕利耶打电话时她正在给本科生上课，当时她的手机处于静音状态，她没有接听。课间休息时，她给诺奖委员会回拨了电话。然后，她又回到教室上完了剩下的课。“我非常专注，忘掉了诺贝尔奖，努力上完了我的课，”吕利耶接受媒体采访时表示。她提前了一点下课，以便能在宣布获奖的新闻发布会上发言。

“这是最具声望的奖项，我很高兴获得这个奖。这太不可思议了，”吕利耶在新闻发布会上说道，“正如你们所知，获得这个奖项的女性并不多，所以这非常特别。”吕利耶是有史以来第五位获得诺贝尔物理学奖的女性。她对美联社说：“对于所有女性，我想说，如果你有兴趣，如果你对这样的挑战有一点热情，那就去做吧”。

现年82岁的阿戈斯蒂尼是俄亥俄州立大学的荣休教授。他曾在法国接受教育。得奖的消息出来时，阿戈斯蒂尼正在巴黎，诺奖委员会在向全世界宣布他获奖前却无法与他取得联系。“我没有接到委员会的电话。所以也许这不是真的。我不知道，”阿戈斯蒂尼接受媒体采访时说，“我想委员会正在哥伦布（俄亥俄）找我。”他开玩笑说：“肯定有更年轻的人会比我更感激获得这个奖。这很好，但对我来说有点晚了。”但他补充说：“我不认为年轻时候的我会更配得上它”。

克劳兹今年61岁，是德国马克斯·普朗克量子光学研究所所长和慕尼黑路德维希·马克西米利安大学实验物理学教授。他出生于匈牙利。“从上午11点开始，我就一直在想……我到底是在现实中，还是在做一个漫长的梦，”克劳兹说道。诺奖委员会打来的电话显示“无来电显示”，克劳兹通常不接这种电话，但这次他说：“我想试试，后来发现我无法很快就挂断这通电话”。

打开电子世界大门

电子是最早发现的基本粒子，微小而难以捉摸。物理学界一直很难去描述它。这次获奖的三位科学家找到了用新技术追踪电子的方法。1987年，吕利耶通过研究用强激光照射惰性气体的效果，为电子层面的研究奠定了基础。她发现，激光能激发气体，并使其发出特殊频率的光。

光是一种电磁波，它有波峰和波谷，并且波长与频率有关。这些波在传播过程中相互影响，当波峰相遇时会相互叠加而增强，而当波峰与波谷重合时则会相互抵消。吕利耶的工作揭示了当这些波恰到好处地排列在一起时，会产生可用于研究电子的短脉冲光。

但科学家们当时并不知道如何制造这种短脉冲光并测量它，直到2001年，阿戈斯蒂尼成功地展示了一种方法，可以产生一系列持续250阿秒的光脉冲。另外，克劳兹用另一种技术产生了持续650阿秒的光脉冲。随着技术的不断进步，如今已经可以产生短至几十阿秒的光脉冲。一阿秒的时间如此之短，以至于科学家们说，一秒钟内的阿秒与138亿年前宇宙诞生以来所经历的秒数一样多。

科学家可以利用亚原子“频闪光”来拍摄原子内部运作的快照。这种效应不会产生实际图像，但会揭示原子周围或分子内部电子的相对位置信息，以及将电子从其所结合的原子核上拉开所需的时间。

“我们之所以关注电子，是因为所有化学……都与电子如何相互作用有关，”美国物理学会主席罗斯纳（Robert Rosner）在奖项宣布后说道，“所有原子都是一个被电子云包围的原子核，正是这些电子云相互作用，能让制造分子，并组装东西”。

有了这套工具之后，科学家们可以更好地了解电子如何在不同的材料中移动，并能帮助他们在医疗诊断中更好地识别分子。这些突破与生物学和化学等许多科学领域都息息相关。

一位遗憾落选的科学家

2022年，克劳兹和吕利耶凭借他们的研究成果获得了著名的沃尔夫物理学奖，他们与渥太华大学科学家科尔库姆（Paul Corkum）分享了这一奖项。诺贝尔奖只能有三名获奖者，克劳兹认为不能把科尔库姆包含在内是一个遗憾。他说，科尔库姆是精准测量激光闪烁的关键，这一点至关重要。

一般来说，很难预测每年的诺贝尔物理学奖得主，原因是该领域的学科范围非常广——包含了亚原子粒子研究、材料特性研究以及对可见宇宙边缘星系的观察。而且，诺贝尔奖往往会授予几十年前所完成的工作。

去年，诺贝尔物理学奖授予了三位在量子信息科学领域取得突破的研究人员，该领域有望在未来彻底改变计算和通过“量子传送”传输信息的方式。2021 年的诺贝尔物理学奖表彰了与气候变化相关的研究，而 2020 年的诺贝尔物理学奖则与黑洞的发现有关。

在物理学奖揭晓的前一天，瑞典卡罗琳医学院将2023年诺贝尔生理学或医学奖授予考里科（Katalin Karikó）和韦斯曼（Drew Weissman），以表彰他们在发现核苷酸基修饰和帮助研发mRNA疫苗上所做出的贡献。

新闻来源：美联社、《华盛顿邮报》《纽约时报》

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