“凍結時間”的魔術師:3 位諾貝爾物理獎得主引領的微觀宇宙探索

在我們的宏觀世界中,時間似乎總是穩定的,以秒爲單位流逝。然而,當我們進入微觀世界,時光變得無比狂野,它像一匹狂奔的閃電,只在最短的瞬間內閃過。

在這個微觀的時間領域,阿秒(attosecond)誕生了。阿秒是時間的極限,令人難以置信地短暫,只有一千億分之一秒。可以想象,這一瞬之間,一顆子彈可能都還沒有完全飛出槍膛,而一隻閃電已經穿越了蒼穹。

在這阿秒的時刻,科學家們創造了奇蹟。他們如同時間藝術家,能夠“凍結”微觀世界中的事件,就像按下了時間的快進按鈕,來觀察電子的高速舞蹈。這是一場關於時間的壯麗探險,由 Ferenc Krausz、Anne L'Huillier 和 Pierre Agostini 主導,他們用阿秒的奇蹟解鎖了微觀宇宙的奧秘,讓人驚歎不已。

現在,讓我們進一步探索這三位傑出科學家的工作,以及他們如何將阿秒的魔力帶入了 2023 年諾貝爾獎輝煌之中。

在近期揭曉的 2023 年諾貝爾獎獲獎者中,物理學得主 Ferenc Krausz、Anne L'Huillier、Pierre Agostini,因在“產生阿秒光脈衝以研究物質中電子動力學的實驗方法”方面的突出貢獻而獲獎。Anne L'Huillier 更是成爲第 5 位獲得諾貝爾物理學獎的女性。他們的工作推動了我們對物質世界的認知,開闢了新的研究領域。

這 3 位傑出的諾貝爾獎得主不僅在物理領域取得了令人矚目的科研成就,同時通過他們卓越的論文貢獻,給學術界留下了不可忽視的財富。

近日,基於 AMiner 數據庫的最新數據,AMiner 開放平臺發佈了一項最新報告——《2023 年諾貝爾自然科學領域獲獎者關係探究報告》,帶我們走近 3 位傑出諾貝爾獎得主的論文世界,通過他們論文的基本情況、共創關係網、研究焦點及趨勢等信息,瞭解他們在學術界的卓越貢獻。

從學者 Top 關係網及獲獎者共創關係來看,這些獲獎者在多年的研究中建立了廣泛的合作網絡,其中 Ferenc Krausz 的合作關係網絡相對更廣闊。物理學獎的 3 位獲獎者 Top1 合作學者基本是相同學科領域專家。這種緊密合作網絡是科學進步的關鍵動力之一,爲探索新知識和取得突破性發現提供了堅實的基礎。

Ferenc Krausz,作爲 2023 年諾貝爾物理學獎的獲獎者之一,擁有廣泛的合作網絡。他與 776 位學者合作發表了 900 餘篇論文,其中與 Vladimir Pervak 的合作最爲密切,共計合作論文 126 篇。Vladimir Pervak 擁有馬克斯普朗克量子光學研究所的物理學博士學位,目前任職於慕尼黑路德維希馬克西米利安大學的塗層工程團隊,是激光和光學的研究專家。

Anne L'Huillier,與 483 位學者合作發表了 400 餘篇論文。Cord L. Arnold 是她最頻繁合作的合作者,他們一起發表了 100 篇論文。Cord L. Arnold 現任職於隆德大學物理系教授。

Pierre Agostini,與 235 位學者合作發表了 181 篇論文。Louis Franklin DiMauro 是他的主要合作者,共同合作了 93 篇論文,對物理學領域的研究做出了傑出貢獻。Louis Franklin DiMauro 是美國俄亥俄州立大學物理和化學系的傑出教授。

從同獲獎者的共創關係來看,Anne L'Huillier 與 Pierre Agostini 之間共計合作了 3 篇論文,Anne L'Huillier 與 Ferenc Krausz 之間共計合作了 1 篇論文。

(數據來源:AMiner 開放平臺)

以上數據表明,這 3 位獲獎者用與學術界各個領域攜手共創論文的方式,不僅有助於學者自身的科研成就,也推動了整個科學社區的前沿研究。這種緊密的廣泛的合作網絡是科學進步的關鍵動力之一,爲探索新知識和取得突破性發現提供了堅實的基礎。

2023 年諾貝爾物理獎的三位獲獎者在 2014-2023 年的 Top 高頻關鍵詞中,“非線性光學(Nonlinear Optics)”是明顯的研究焦點,1982-2023 年間持續被提及總提及次數高達 677 次,在近十年被提及 183 次。這表明非線性光學是獲獎者們的持續研究焦點。

另外,“阿秒光脈衝”作爲獲獎原因的名詞之一,從 2003 年至今總提及次數高達 231 次,反映了獲獎者對阿秒光脈衝的深入研究。

這些高頻關鍵詞的出現突顯了獲獎者們對物質中微觀過程的濃厚興趣,以及他們在光學、原子物理和高階次諧波生成等領域的傑出研究,爲物理學領域的前沿研究提供了新的視角。

綜合而言,這 3 位獲獎者的近十年論文 Top 10 研究關鍵詞凸顯了他們對阿秒光脈衝、非線性光學、以及光學濃厚的研究興趣。

圖|獲獎者 2014-2023 Top10 關鍵詞在全部年份中出現頻次(數據來源:AMiner開放平臺)

注:本報告所用數據均來自 AMiner。AMiner 由清華大學計算機科學與技術系教授唐傑率領團隊建立,是擁有我國完全自主知識產權、國內最早研發、訪問量最大、以人爲中心的科技情報大數據挖掘和服務平臺。它致力於爲全球學術界提供研究人員、機構、論文、項目等相關信息的數據挖掘、分析和推薦服務。數據源囊括多個方面:如學者論文、學者信息、研究機構、期刊信息、專利信息等;本報告中所用到獲獎者及合作學者相關論文、機構、地理位置等信息僅爲 AMiner 覆蓋數據產出分析結論。

Pierre Agostini,法國物理學家,擁有豐富的物理學背景和卓越的科研經歷。他曾就讀於法國拉弗萊什國家軍事學校,獲得基礎數學業士學位,並在艾克斯-馬賽大學攻讀物理學,取得物理教育學位和深入研究學位。1968 年,他完成了博士學位研究多層介電濾光片的紫外線應用,開啓了他的科研生涯。

隨後,Pierre Agostini 成爲了 CEA Saclay 的研究員,持續工作達數十載。在此期間,他與團隊合作,利用強大的激光研究多光子電離,1979 年,他們首次在氙氣中觀察到超過閾值的電離。

2001 年,他與 CEA Saclay 的團隊和荷蘭物質基礎研究基金會(FOM)的科學家合作,成功製造出持續時間爲 250 阿秒的脈衝序列。通過將超短紫外脈衝與原始的紅外光重新組合,他們創造了一種干涉效應,能夠表徵脈衝的長度和重複頻率。

後來,他擔任美國紐約州布魯克黑文國家實驗室的訪問科學家,繼而成爲俄亥俄州立大學的物理學教授,建立了實驗室,並於 2018 年成爲該大學的名譽教授。Pierre Agostini 以其在激光與光學領域的傑出貢獻,推動了科學研究的前沿。他的主要研究領域爲超短脈衝激光技術、高場物理、阿秒物理等。

(數據來源:AMiner)

Ferenc Krausz 於 1962 年出生,是一位匈牙利-奧地利物理學家,專注於阿秒研究。在 1981 年至 1985 年期間,他分別在匈牙利羅蘭大學學習理論物理和布達佩斯科技大學學習電氣工程。他在 BME 物理研究所開始了他的研究工作,並在該大學的激光實驗室進行了三年的研究。在 1987 年至 1991 年期間,他在奧地利的維也納科技大學獲得博士學位,隨後在該校完成了博士後資格的研究工作。

從 1996 年到 1998 年,他擔任維也納科技大學的副教授,從 1999 年到 2004 年,他成爲了該學院的電氣工程教授。在 2003 年,他被任命爲德國加爾希因的馬克斯·普朗克量子光學研究所的主任,在 2004 年成爲慕尼黑路德維希·馬克西米連大學的實驗物理教授。隨後,2006 年,他共同創立了慕尼黑高級光子學中心(MAP)併成爲其主任之一。

Ferenc Krausz 以在阿秒科學領域的傑出貢獻而聞名,推動了科學研究的前沿。他主要研究領域爲超短脈衝激光技術、高場物理、阿秒物理等。

(數據來源:AMiner)

Anne L’Huillier,1958 年出生於法國,於 1979 年獲豐特奈高等師範學校(現里昂高等師範學院)物理、數學雙碩士學位;1986 年獲巴黎第六大學(現索邦大學)博士學位,後在瑞典查爾姆斯理工大學從事博士後研究;1986-1995 年任法國原子能委員會光子、原子暨分子服務處永久研究員;1995 年任瑞典隆德大學副教授;1997 年任瑞典隆德大學原子物理學教授;2004 年當選爲瑞典皇家科學院院士;2012 年當選爲瑞典皇家工程科學院院士;2014 年當選爲歐洲科學院院士;2018 年當選爲美國國家科學院外籍院士;2021 年當選爲奧地利科學院外籍院士;2023 年獲諾貝爾物理學獎。

Anne L’Huillier 主要研究領域爲高速光學技術、光諧波產生、光脈衝產生、線性調頻調製、激光穩定性、光參量等。

(數據來源:AMiner)

三位獲獎者的研究成果,如同“凍結時間的魔術師”,使他們能夠探索微觀宇宙中的極端現象。他們的突破性工作,不僅推動了光學和量子科學的發展,也爲人類認識自然界的本質提供了新的視角,給學術界留下了不可忽視的財富。

報告鏈接:

https://open.aminer.cn/article?id=654c5c7f516a33edaef44e00