诺贝尔物理学奖迎来第五位女性得主

诺贝尔物理学奖迎来第五位女性得主

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“今天一早刚接到费伦茨·克劳斯昨天给我的回信,下午就得知他获得诺贝尔物理学奖了。”10月3日晚,中国科学院物理研究所研究员魏志义在接受新京报记者采访时表示,克劳斯和他的研究团队有密切的交流和合作,“他是一位非常优秀的科学家”。

北京时间10月3日下午,瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布,将2023年诺贝尔物理学奖授予皮埃尔·阿戈斯蒂尼 、费伦茨·克劳斯和安妮·卢利尔 ,以表彰他们在“为研究物质中的电子动力学而产生阿秒光脉冲的实验方法”所作出的贡献。

对于这三位科学家获得今年诺贝尔物理学奖,魏志义表示并不意外。“早几年大家就认为他们应该获奖了。尤其是去年克劳斯、卢利尔和保罗·科克姆同获2022年沃尔夫物理学奖,大家更不意外了,这个奖一向被视为诺奖风向标。”

“阿秒”研究获奖

据瑞典皇家科学院介绍,今年的三位诺贝尔物理学奖得主是因其实验获得认可,这些实验为人类探索原子和分子内的电子世界提供了新工具。

三位科学家展示了一种产生极端光脉冲的方法,可用于测量电子移动或改变能量的快速过程。简单而言,他们的实验使得对以前无法追踪的快速过程进行研究成为可能。

瑞典皇家科学院指出,在电子世界中,变化通常发生在零点几阿秒内。阿秒非常之短暂,一阿秒之于一秒,如同一秒之于 317.1 亿年。而三位获奖者的实验产生了非常短的光脉冲,可以以阿秒为单位进行测量,从而证明这些脉冲可用于提供原子和分子内部运动过程的图像。

魏志义在接受新京报记者采访时表示,“阿秒是一个非常短的时间过程,就像快门一样。我们研究前沿科学会涉及到时间分辨率的问题,就像对应的空间分辨率一样。我们需要知道分子原子电子的运动过程,但这个过程变化非常快。阿秒激光出现后,我们可以用它来观测、记录电子的运动过程。”

安妮·卢利尔发现了激光与气体中原子相互作用的新效应,皮埃尔·阿戈斯蒂尼和费伦茨·克劳斯则证明这种效应可以用来产生比以前更短的光脉冲。

“我们现在可以打开电子世界的大门。 阿秒物理学使我们有机会了解电子所掌控的机制。 而下一步,将是利用它们。”诺贝尔物理学委员会主席伊娃·奥尔森说道。

魏志义指出,阿秒研究的应用涉及面非常广泛。首先,随着对电子动力学的认识加深,科学家不仅可以看到电子的运动过程,甚至可以控制电子,这有助于推动相关的物质科学如物理、化学、生物的研究,对于认识物质的属性、对物质的特性进行调控非常重要。

除了在前沿科学研究领域,阿秒研究在技术方面也有广泛应用。魏志义称,这一研究在信息、在成像、在光伏产业、精密加工等方面都有很重要的应用。在医学诊断中,阿秒脉冲也可用于癌症的早期检查及辅助药物的研发。

史上第五位女性得主

值得关注的是,今年的诺贝尔物理学奖迎来了史上第五位女性得主。她就是现年65岁的法国、瑞典物理学家卢利尔。

卢利尔1958年出生于法国巴黎,1986年获得法国巴黎皮埃尔和玛丽·居里大学博士学位,同年,她获得了法国原子能委员会的永久研究员职位。之后,她分别在瑞典哥德堡查尔姆斯理工学院、美国洛杉矶南加州大学从事博士后研究。2004年,卢利尔当选瑞典皇家科学院院士。目前,她是瑞典隆德大学教授。

“卢利尔在激光物理领域有比较突出的贡献,是阿秒研究的重要基础——高次谐波的开拓者。”魏志义对新京报记者表示,在激光物理领域,女性科学家做出了很多贡献,表现得很活跃。2018年,激光物理领域专家唐娜·斯特里克兰也曾获诺贝尔物理学奖,而且是时隔半个多世纪首位获奖的女科学家。

在诺贝尔六大奖项中,物理学奖是女性获奖人次第二少的奖项,只多于仅有2位女性获奖的诺贝尔经济学奖。

截至2022年,在诺奖百余年历史中,仅有4名女性曾获得诺贝尔物理学奖,分别是玛丽·居里、玛丽亚·梅耶、唐娜·斯特里克兰、安德烈娅·盖兹。

卢利尔在得知获奖消息时说,“这个奖项意义重大。这是最具声望的一个奖项,我非常开心能得到这个奖。太不可思议了!”

除卢利尔外,另外两位获奖的科学家也是飞秒研究领域的重要人物。三位科学家将平分1100万瑞典克朗的奖金。

阿戈斯蒂尼1968年在法国艾克斯-马赛大学获得博士学位,之后成为法国原子能委员会的研究员,2002年前在那里担任过多个职务。2005年开始,他在美国俄亥俄州立大学大学担任物理学教授。

克劳斯1962年出生于匈牙利莫尔市,1991年在奥地利维也纳科技大学获博士学位。目前,他是德国加尔兴马科斯普朗克量子光学研究所所长,也是德国路德维希马克西米利安慕尼黑大学教授。

魏志义目前是马科斯普朗克阿秒科学中心委员,他和克劳斯有着密切的交流与合作。据他介绍,克劳斯曾到他的团队访问交流过很多次,今年6月他也到克劳斯的团队访问过,两人还一起获得过基金委国际合作项目的支持。

“克劳斯是一位非常优秀的科学家,在物理学领域做了很多工作,可以说是超快激光的开拓者。”魏志义表示,克劳斯的团队在飞秒激光方面也做了很多工作,2001年就率先在国际上产生了阿秒脉冲。目前克劳斯在激光生物学方面也有许多研究,包括早期癌症的诊断等。

2018诺奖也授予激光物理领域

从1901年至2022年,诺贝尔物理学奖已颁发过116次,其中47次授予单一获奖者,32次由两位获奖者分享,37次由三位获奖者分享。

截至2022年,共有222位诺贝尔奖物理学奖获得者。其中,美国科学家约翰·巴丁是唯一曾在1956年和1972 年两次获得诺贝尔物理学奖的获奖者,这意味着共有221人曾获得诺贝尔物理学奖。

最年轻的诺贝尔物理学奖得主是劳伦斯·布拉格,他1915年和父亲亨利·布拉格共同获奖时年仅25岁。最年长的诺贝尔物理学奖得主是亚瑟·阿斯金,他2018年获奖时已96岁。

近五年来,2018年的诺贝尔物理学奖也由激光物理领域的科学家获奖。2018年诺贝尔物理学奖授予美国科学家亚瑟·阿斯金、法国科学家杰哈·莫罗和加拿大科学家唐娜·斯特里克兰,以表彰他们在激光物理领域的突破性发明。

2022年诺贝尔物理学奖颁给了法国科学家阿兰·阿斯佩、美国科学家约翰·克劳泽和奥地利科学家安东·蔡林格,以表彰他们在“纠缠光子实验、验证违反贝尔不等式和开创量子信息科学”方面所作出的贡献。

2021年诺贝尔物理学奖首次颁给了气候学家真锅淑郎和克劳斯·哈塞尔曼,以表彰其在“地球气候建模、量化气候变化以及对全球变暖的可靠预测”方面的贡献;乔治·帕里西因“在从原子到行星尺度的物理系统中发现了无序和涨落的相互作用”同获当年奖项。

2020年诺贝尔物理学奖由英国科学家罗杰·彭罗斯、德国科学家赖因哈德·根策尔、美国科学家安德烈娅·盖兹共享。其中彭罗斯因证明黑洞是爱因斯坦广义相对论的直接结果而获奖,享有一半奖金;根策尔和盖兹因在银河系中央发现超大质量天体而获奖。

2019年诺贝尔物理学奖授予三名科学家:来自美国的詹姆斯·皮布尔斯因宇宙学相关研究获奖,来自瑞士的米歇尔·马约尔和迪迪埃·奎洛兹因首次发现太阳系外行星获奖。

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