▲2023年諾貝爾物理獎三位得主，國內學者稱讚是開創新的時間解析能力。（圖／翻攝自推特）
記者許敏溶／台北報導
2023年諾貝爾物理獎於台灣時間今（3日）傍晚揭曉，由美國等3名學者以「為研究物質中的電子動力學而產生阿秒光脈衝的實驗方法」共獲殊榮。國內學者表示，三人的研究就像發明超快速度的照相機或攝影機，可拍攝電子動態變化，測量到第一個原秒（阿秒，10的負18次方秒）的光脈衝，並作為計算單位，開創新的時間解析能力，未來可應用在半導體製程，有助於材料科學的發展，並讓半導體等元件的性能更進步。
根據諾貝爾獎官網資料，今年3名諾貝爾物理獎得主，包括美國俄亥俄州立大學亞谷斯蒂尼（Pierre Agostini）、德國馬克斯普朗克量子光學研究所克勞斯（Ferenc Krausz）及瑞典隆德大學呂利耶（Anne L'Huillier）。
今年三位諾貝爾物理獎得主，創造足夠短的閃光，可以拍攝電子極快速運動的快照，並以阿秒作為計算單位。台灣科技媒體中心（SMC）今天邀請國內學者專家，解析今年諾貝爾物理學獎得獎研究的重要性。
清華大學電機工程學系副教授陳明彰指出，人的眨眼速度約10的負三次方秒，這次得獎的研究領域「阿秒」，則是10的負18次方秒，在他還是學生時，這三位得獎者已是阿秒光脈衝的研究先驅，這次三位實驗物理學家，更奠定阿秒光脈衝的基礎，開創新的時間解析能力。
陳明彰表示，有許多元件需要在奈米世界中快速運行，例如電腦記憶體、控制器，都需要快速控制電子的移動，而阿秒雷射的技術能直接觀測到更多需要極短時間操縱的應用。有更高的時間解析度，能解析電子在奈米世界的運動行為，了解由電子主導的一些物理機制。
陽明交大生醫光電研究所助理教授賈世璿，則是說明阿秒光脈衝的用途。他以相機的快門為例，若要捕捉瞬間移動的現象，需要很快快門，科學家一直想要研究相機快門極限，來看到更細微的物理現象。而不同的微觀動態具有不同的時間尺度，例如要看到動態化學反應，需要能看到10的負12次方秒的現象，但若要看到比化學反應更快的電子運動的行為，則需要更快的光脈衝作為快門。賈世璿比喻，運用阿秒光脈衝的研究可以讓我們產生更快的快門，藉由比較兩個快門拍的東西，知道電子在物質中的動態行為。
羅志偉則比喻科學家，利用阿秒光脈衝量測物質的動力學過程，很像在幫組成物質的基本單元（電子、聲子、自旋）拍電影，可以同時記錄這三個基本單元在不同時間尺度下的動力學。另可以運用阿秒光脈衝，讓本來不導電的絕緣體變成導體。
羅志偉更指出，阿秒光脈衝的重要性在於可以在非常短的時間內操控材料，以改變其物質特性，實現高速的光操控元件，例如更高速運作的電晶體、邏輯閘等，進而製作更快速的電腦。羅志偉研究團隊曾經用飛秒雷射在二維的材料上寫入0或1的資訊，並在飛秒時間尺度下把寫入的資訊讀出來，在同樣架構下，若能使用阿秒雷射，可比現有的研究結果再快上一千倍。
中央研究院物理研究所助研究員溫昱傑指出，阿秒光脈衝獲獎，是另一個雷射技術進步使物理進展快速的案例，而且在阿秒的時間之下，除了電子，其他物質都是凍結的，所以可以很單純的了解電子在基礎物質的行為特性，例如水、金屬、半導體、超導體等等。而這類研究，將有助於研發半導體這類涉及電子在材料之間轉移或散射等現象，會影響我們去研究、發展新的材料，幫助量子材料科學的發展，預期會讓半導體元件性能更進步。
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