2022年沃尔夫物理学奖被授予保罗·科肯、安妮·L 'Huillier和费伦茨·克劳斯。这三位学者因他们在超快激光科学和阿秒物理领域的开创性贡献,以及在原子、分子和固体中演示电子运动的时间分辨成像而共享这一享有声望的奖项。

令人垂涎的“狼奖”几乎每年都由以色列的“狼基金会”(Wolf Foundation)颁发给“对人类利益和人与人之间友好关系做出贡献的科学家和艺术家,而不考虑种族、性别、宗教或政治观点”。诺贝尔奖通常分为六个奖项,其中物理学奖被认为是最具声望的奖项之一,通常被认为仅次于诺贝尔奖。事实上,之前的获奖者包括斯蒂芬·霍金、罗杰·彭罗斯、丹·谢克特曼和彼得·希格斯等人。在过去,该奖项表彰了一些重大突破,如实现了第一个工作激光,测试了量子物理学中的贝尔不等式,以及发现了第一颗围绕类太阳恒星运行的太阳系外行星。许多获奖者后来获得了诺贝尔奖,包括去年的乔治·帕里西(Giorgio Parisi)。

因此,我们很高兴地欢迎今年的奖项,这是对过去几十年来秒科学所经历的发展的致敬。在本期的自然光子学,我们通过采访三位获奖者来庆祝这一奖项,他们分享了他们对研究领域的发展、尚未解决的问题和令人兴奋的机遇的看法。

每位获奖者都对阿秒物理学的各个方面以及超快激光器及其应用的发展做出了重要贡献。他们的开创性研究最初导致了对高谐波产生的理解和实现,这是阿秒脉冲形成的基础过程。隆德大学原子物理学教授Anne L 'Huillier在80年代末率先进行了高谐波产生的实验演示。几年后,现任渥太华大学物理学教授、阿托秒联合科学实验室主任的Paul Corkum提出了解释脉冲形成的半经典再碰撞模型。慕尼黑大学的实验物理学教授、马克斯·普朗克量子光学研究所所长费伦茨·克劳斯在21世纪初通过实验产生并测量了第一个孤立的阿秒脉冲。

实验活动开始蓬勃发展。由于阿秒脉冲的持续时间短得令人难以置信,与光-物质相互作用的时间尺度相匹配,因此可以在极端时间尺度上对电子过程进行前所未有的控制。事实上,这些脉冲使实时观测和时域控制原子尺度电子动力学成为可能,并探测了极短命的现象,如光离、电子穿过库仑势垒、生物分子中的电荷迁移和内壳层电子衰变动力学等。

现在,尽管仍需克服基本的和技术上的挑战,阿秒科学的迷人机遇和令人兴奋的应用比比皆是。一方面,探索如此短的时间尺度将进一步推动我们对光-物质相互作用的基本理解。对于这样一个超快的物理领域,我们可能只是刚刚开始触及表面,因为还有许多未被研究的系统有待探索,包括复杂分子和凝聚态。这将使我们能够对电子相互作用和相互关系的最基本方面提出问题,如化学键的形成和破裂,以及基于电子的信息交换和处理的限制。另一方面,阿秒脉冲的实际应用也即将出现,宽带相干源有望用于超精密计量、成像和疾病检测。沃尔夫奖当然认可了迄今为止所取得的重大成就,同时,我们也愿意认为,认可了超快激光在开辟科学和技术新领域方面的潜力。