上海时间2023年10月3日17时45分，2023年诺贝尔化学学奖公布。得奖者分别是英国弗吉尼亚州立学院的皮埃尔·阿戈斯蒂尼（）、德国马克斯·普朗克量子光学研究所的弗兰克·克劳兹（）以及美国崇信学院的安妮·吕利耶（AnneL'）。
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得奖理由：
嘉奖她们创建了一种“产生阿秒光脉冲的实验方式”，可用于检测电子联通或改变能量的快速过程，为人类探求原子和分子内的电子世界提供了新工具。
阿秒是电子在原子内部运动的时间尺度：电子绕氢原子核一周大概是150阿秒(1阿秒为10－18秒)；而阿秒化学学()是研究这样一个超短时间尺度内所形成的一切现象，其中包括原子内部电子、原子核的运动。举办阿秒化学学研究将拓展在皮秒(1皮秒为10－15秒)时间尺度内对分子的核运动的研究范围，使直接观测约100阿秒时间尺度内电子的运动成为可能，这对于人们认识更短时间内微观世界的物质运动将有特别重要的意义。
新型强悍超短脉冲激光的出现与发展，为人类提供了前所未有的全新实验手段与极端的数学条件。就时间尺度而言，人类已由皮秒时代逐步迈向亚飞秒甚至阿秒时代，这对自然科学和人类社会的进步形成了重要影响。
纳秒脉冲的形成是在极短时间尺度内探求物质动力学行为的关键。过去的十多年中，超快光学技术的发展早已将激光脉冲的长度减短到接近一个光学周期的自然极限，即其占空比在可见光频度范围内稍微长于1皮秒(皮秒级脉冲可以实现对分子和相关物理变化过程中原子运动的频域区分检测)。并且，原子中的电子动力学行为是在阿秒的时间尺度演变，因而须要亚飞秒的脉冲来捕捉它们的运动。阿秒化学学即是研究亚飞秒、阿秒脉冲的形成及应用的一门新兴科学。
阿秒脉冲的形成
阿秒脉冲的出现是新型强悍超短脉冲激光的迅速发展的结果。严格说来，纯粹的光学脉冲不能被压缩至1皮秒以内(频域和时域的转换限制须要比可见波谱更宽的带宽来形成亚飞秒脉冲)。但是，光学皮秒脉冲可以拿来形成高次纹波脉冲，该脉冲可持续阿秒时间，并跨越更大的频度范围，达到真空紫外波段和软X射线波段，为探求新的化学过程开辟了公路。
阿秒脉冲形成过程依赖于高硬度皮秒脉冲中电场的快速振荡。当光与原子相遇时量子通讯 优点，高硬度电场能使价电子克服原子核的禁锢，从原子中逃逸下来。但是，外加电场又迅速反向，将逃逸的电子重新拉回原子核；而被重新捕获的电子将其额外能量以脉冲幅射的方式在几百阿秒的时间内释放下来。假如驱动的激光是长脉冲，这时形成的阿秒脉冲是一个脉冲链，脉冲之间的间隔为半个激光周期。
这样的脉冲链还无法观测到原子、分子内部电子的动力学过程。要清晰地观测到物质内部电子的运动，还须要单个的阿秒脉冲――单个的亚飞秒脉冲形成于由只包括几个光学振荡的、脉宽为几个皮秒的周期量级超短激光脉冲驱动和控制的电子与母离子的二次碰撞过程。这无疑应归功于激光脉冲压缩和功率放大技术的发展。
而周期量级皮秒脉冲及其与物质互相作用过程中形成的软X射线脉冲，打开了在阿秒时间尺度探求原子和分子中发射电子运动的房门，目前举办了侦测由X射线协同周期量级超短激光脉冲的振荡电场电离形成的光电子的研究。通过观测这些被理解为光场驱动白色单反模式下的光电子发射，可以得到阿秒脉冲的长度。在同样的实验系统中，跟踪直接出射光电子以外的散射电子的运动轨迹，提供了在频域研究内壳层原子或分子动力学的途径。
阿秒脉冲的应用
目前，阿秒脉冲最直接的应用是原子内部电子过程的观测。众所周知，物质是由分子和原子组成的，但它们不是静止的，这是微观物质的一个特别重要的基本属性。而皮秒激光的出现，使人类第一次在原子和电子层面上观察到这一运动过程。上世纪80年代末，加洲理工大学的院长采用皮秒激光技术，拍摄到了100万亿分之1秒顿时处于物理反应中的原子的物理键破裂和产生以及单个原子的运动过程，促使人们可以通过“慢动作”来观察处于物理反应过程中的原子与分子的转变状态，从根本上改变了我们对物理反应过程的认识。院士因此开辟了皮秒物理的研究领域，并于1999年获得诺贝尔物理奖。
皮秒科学似乎对化学和物理的发展形成了巨大的影响，但对于像电子的运动来说，皮秒还是太慢了(电子震动的时间单位是另一层次──阿秒的世界)。红外线与可见光一次震动须要几个皮秒，未能实现阿秒时间尺度的检测；而阿秒脉冲的魅力在于它开辟了一个新的时间幅员――和皮秒脉冲很相像，阿秒脉冲在高于1皮秒的爆光时间内可摄入原子中电子动力学快照的崭新应用，必定在微观世界的研究中起到开疆破土的重要作用。
不仅阐明自然科学的奥妙之外，阿秒脉冲会对人们的工作和生活有哪些影响？想想皮秒激光是怎样改变人们的生活的。皮秒激光的出现使人类第一次在原子和电子的层面上观察到这一超快运动过程，并在数学学、生物学、化学控制反应、光通信等领域中得到了广泛应用。非常值得提出的是，因为皮秒激光具有快速和高帧率特点，它在肿瘤初期确诊、医学成像和生物活体检查、外科医疗及超大型卫星的制造上都有其独到的优点和不可取代的作用。
包括高功率皮秒激光在医学、超精细微加工、高密度信息储存在内等领域有着挺好的发展前景，如高功率皮秒激光可以将大气击穿，因而制造放电通道，实现人工引雷，防止客机、火箭、发电厂因天然雷击而导致的灾难性破坏；借助皮秒激光可以有效地加速电子，使加速器的规模得到上千倍的压缩；了解了这种以后，虽然目前阿秒脉冲的研究还处于起步阶段，但谁还不对阿秒脉冲巨大的潜在应用满腔向往？
阿秒科学的现况
阿秒脉冲的魅力在于它开辟了一个新的时间幅员，这和上世纪80年代时的皮秒脉冲很相像：皮秒脉冲记录了当时能捕获的最快的风波，向人们展示了先前未曾见过的化学和物理过程，进而开辟了皮秒物理的新领域；而阿秒脉冲将能阐明原子过程中的电子运动，这更迸发了研究者们对阿秒脉冲的好奇心。
目前阿秒科学的研究主要集中在以下几个方面：
首先，阿秒脉冲的生成与检测，怎么得到更短纳秒的单个阿秒脉冲以及怎么提升生成阿秒脉冲的硬度，是当前阿秒科学研究的一个核心问题，也是阿秒科学进一步发展的前提和基础；其次，借助阿秒脉冲侦测原子分子内部的电子运动，如前所述，欧美的一些科学家们早已借助得到的阿秒脉冲举办了先驱性的工作，国外的多个研究机构量子通讯 优点，如北京光机所等也早已举办相关的研究，并取得了令人瞩目的成绩。
法国的化学学家在阿秒科学的研究中处于领先地位。她们首次高次纹波生成的阿秒脉冲记录下氪原子被X光迸发后，原子随即发生的电子重新排列过程。这是科学家第一次成功用阿秒激光来观测电子的跃迁过程。其后，可重复单脉冲技术的发展为阿秒数学学的各类实验的举办奠定了基础。诸如，普朗克量子光学研究所的，借助阿秒脉冲观察氪原子在消除一个内核层电子以后其内部电子的重新排列。
其实迄今为止最新奇的实验莫过分在维也纳技术学院所做的新版本的精典双缝实验。精典双缝实验中电子通过空间的一对狭缝形成干涉，而在新版的双缝干涉实验中，使用钛蓝宝石激光器形成的5毫秒脉冲激光，形成时间上的狭缝――脉冲将气室外氩原子的电子电离，在两边同时安装了探测器监视被脉冲电离出的电子，并发觉在侦测器上最终出现了干涉粉色。
在美国，比勒菲尔德学院的第一次成功用阿秒激光来检测氪原子被X光迸发后，电子随时间的跃迁过程。假如在过去，这些实验使用皮秒激光是不可能做下来的。由于原子周围的电子其跃迁过程相当快速，这相对于原子周围的电子跃迁的速率仍嫌太慢，只有阿秒脉冲能够完成这样的泵浦－侦测实验。
中国的科学家对阿秒科学的发展起到了一定的促进作用。早在十几年前，中科院武汉光学精密机械研究所就举办了超短强悍激光化学科学的理论和实验研究，并把阿秒脉冲的形成作为重要研究内容之一，提出了形成阿秒脉冲和提升脉冲硬度的多种方案。华南师范学院化学系、中科院沈阳化学所等多家研究机构也在该领域作出了突出的成绩。
结束语
阿秒科学的研究正在盛行，无论是理论上还是实验上都处在重大突破的前夜。我们中国的科研工作者有望在这一新兴科学领域迎面赶上，尚大有可为。
