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美造出67阿秒迄今最短极紫外激光脉冲

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2012/09/06

中国科技网讯美国中弗罗里达大学（UCF）一个研究小组9月5日（北京时间）表示，他们造出了仅67阿秒（1阿秒＝10－18秒）的极紫外激光脉冲，这是迄今为止最短的激光脉冲，之前纪录是80阿秒。该技术有望带来一种新工具，帮助科学家研究亚原子世界和迄今未知的量子力学行为。这一成果也标志着近4年来激光脉冲领域的首个重大突破。研究结果提前发表在《光学通信》网站上。

该成果的非凡意义还在于他们并没有使用特殊设备，如英里级的粒子加速器、体育场那么大的圆形同步加速器。UCF物理系教授常增虎（音译）和光学与光子学院同事们在该校弗罗里达阿秒科技（FAST）实验室，利用迄今最强激光在更小空间进行了高水平的研究。

常增虎的小组发明了一种叫做“双光栅”的技术，能将极紫外线以特殊方式切断，在尽可能最短的光脉冲内凝聚大量能量。除了生成了激光脉冲，他还制造了迄今最快的摄像机对光脉冲进行了检测。

“该研究造出了迄今最短的激光脉冲，为理解亚原子世界打开新的大门，让我们看到电子在原子、分子中的运动，跟踪化学反应过程。”UCF理学院院长、物理学家迈克尔·约翰逊说，“设想一下，现在我们可能看到量子力学过程了，这是令人震撼的。”

量子力学是研究微观物理学，尤其是微观水平的能量和物质。这一技术能帮助科学家理解构成世界的最小物质是怎样运作，还能帮助研究在特殊物理、生理过程中，如数据传输过程、治疗癌症或诊断疾病时递送标靶药物的过程中是如何利用能量的。

2001年时，科学家首次演示了阿秒级脉冲。自那时起，全世界科学家就在致力于制造这种最短脉冲激光，以往纪录是2008年德国马克斯·普朗克研究院创造的80阿秒脉冲。“自50多年前发明激光以来，人们对激光脉冲的要求越来越短。” UCF光学与光子学中心院长巴哈·萨雷说，“最新进展不仅让中弗罗里达大学跻身该领域前沿，也为人们打开了研究超快动态原子现象的新视野。”（记者毛黎常丽君）

总编辑圈点

研究小尺度世界的运动规律，需要“超小号工具”。要干预和观察那些稍纵即逝的现象，就需要能量集中在极短时间的光脉冲。如果人们制造不出相应的光学机器，就没办法监测单个粒子，只能对粒子运动做出统计学意义上的描述；而在人们脑海中，基本粒子世界也只能是全景图，而不是精细的工笔画。美国研究小组的成果，让科学家向着观察量子尺度的运动又走近了一步。微观世界不为人知的景色，有望在极短激光的照射下现出真相。

《科技日报》（2012-09-06 一版）

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