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        安妮·盧利爾,締造阿秒光

        2023-12-21 09:57:22田田
        莫愁 2023年35期
        關(guān)鍵詞:利爾物理學(xué)脈沖

        文田田

        安妮·盧利爾

        10 月初,2023 年諾貝爾物理學(xué)獎授予一組“阿秒科學(xué)”開拓者,65 歲的安妮·盧利爾位列其中。該獎項自創(chuàng)辦以來鮮有女性入選,盧利爾是迄今第五位得主。

        締造“阿秒光”

        盧利爾1958 年出生于法國巴黎,祖父是專注無線電通信行業(yè)的電氣工程學(xué)教授,受其影響,盧利爾自小喜愛科學(xué)。10 歲時,她懷著敬畏的心情觀看阿波羅登月報道,對物理概念的向往更加摯誠。進(jìn)入高等師范學(xué)院,盧利爾接受物理學(xué)和數(shù)學(xué)專業(yè)的本科教育,后來攻讀實(shí)驗物理學(xué)。1986 年,她順利通過法國皮埃爾與瑪麗·居里大學(xué)關(guān)于多光子電離的論文答辯。隨后,盧利爾成功入職法國薩克萊核研究中心,成為該中心光子、原子暨分子服務(wù)處的研究員。微世界領(lǐng)域,激光場與原子間的相互作用短暫而強(qiáng)烈,盧利爾由此察覺到應(yīng)用“阿秒光”的重要意義。然而,制造阿秒光脈沖并不容易,多年以來,如何取得與之匹配的龐大帶寬是個重磅難題,盧利爾也未得其解。

        直到1987 年,盧利爾有幸參加使用皮秒激光系統(tǒng)首次觀測高次諧波的實(shí)驗項目。實(shí)驗過程中,當(dāng)她用紅外激光透過稀有氣體,不同泛音的出現(xiàn)令其茅塞頓開:理論上,倘若篩選出合理的初始條件,波長不同的組光疊加產(chǎn)生亮暗交替現(xiàn)象,就有可能實(shí)現(xiàn)超短時間的光脈沖,從而得到必要的帶寬。盧利爾對此滿懷希望,她決意投身這一領(lǐng)域展開深度研究。1993 年,盧利爾在勞倫斯·利弗莫爾國家實(shí)驗室擔(dān)任訪問科學(xué)家,這為研究提供了更多便利,也使她逐漸晉升為阿秒物理學(xué)實(shí)驗的主導(dǎo)者。無意中成為科研帶頭人,盧利爾覺得自己不是闖入者,相反,她認(rèn)為女科學(xué)家的性別優(yōu)勢可以為團(tuán)隊增加不一樣的科研視角及方式。

        由于丈夫在瑞典工作,盧利爾于1995 年加入隆德大學(xué),不久即從物理系講師獲評原子物理學(xué)教授。盧利爾在全新的教學(xué)崗位上富有激情:熱愛教育,渴求用獨(dú)特的教學(xué)模式傳授給學(xué)生科學(xué)的方法。教學(xué)與科研并不沖突,某種意義上,教學(xué)恰是盧利爾科研生涯的有利補(bǔ)充,甚至為她帶來更實(shí)用的經(jīng)驗。她將理論和經(jīng)驗撰寫在論文里,并與同事攜手,繼續(xù)探索阿秒光效應(yīng)。2003 年,盧利爾團(tuán)隊制造出170 阿秒脈寬的脈沖激光,刷新了當(dāng)時的世界紀(jì)錄。

        承擔(dān)更多角色

        由于科研業(yè)績斐然,盧利爾在2004 年被聘為瑞典皇家科學(xué)院院士,四年后又?jǐn)孬@歐洲研究委員會的高級研究項目獎助金,研究事業(yè)因此更進(jìn)一步。2011 年,憑借以阿秒為單位記錄事件的“最快速攝影機(jī)”開發(fā)成果,盧利爾榮獲歐萊雅-聯(lián)合國教科文組織的“世界杰出女科學(xué)家成就獎”。

        科研之旅漫漫,與盧利爾方向一致的“同盟者”有很多。比如,皮埃爾·阿戈斯蒂尼在2001 年制造了時長250阿秒的脈沖光,費(fèi)倫茨·克勞斯于同年首次分離出持續(xù)650阿秒的單個光脈沖,中國科學(xué)院物理研究所的魏志義課題組也在2013 年實(shí)現(xiàn)160 阿秒的單個光脈沖……面對不斷涌現(xiàn)的科學(xué)成果和科研伙伴,盧利爾無限欣喜地感慨自己不是孤軍奮戰(zhàn)。事實(shí)上,她持有合作精神與開拓意識:上??萍即髮W(xué)物質(zhì)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院潘義明教授的團(tuán)隊曾在2014 年借用她的激光裝置開展空氣激光實(shí)驗,雖然不是自己擅長的領(lǐng)域,但盧利爾每天主動查看實(shí)驗進(jìn)展并參與討論各種問題。談及科研工作,她認(rèn)為從方法實(shí)踐到成果貢獻(xiàn)都應(yīng)該恪守“嚴(yán)格”的界線,要注重實(shí)驗和理論的有機(jī)結(jié)合,并適時深入探討以及持續(xù)更新。

        盧利爾還是諾貝爾物理學(xué)委員會成員。2012 年和2014 年,她曾上臺擔(dān)任諾獎解說嘉賓;2015 年,她是諾貝爾物理學(xué)獎評委會成員及主席。在盧利爾看來,諾獎相關(guān)工作神圣、煩瑣又耗費(fèi)時間,以至經(jīng)常需要暫停手邊的研究事宜。然而,她從中獲得愈加廣泛的物理知識,在與更多人分享和討論想法過程中常能捕獲到出乎意料的靈感。

        短暫又恒久

        盧利爾獲得“世界杰出女科學(xué)家成就獎”

        2023 年,諾貝爾物理學(xué)獎對盧利爾而言,意義非凡。歷史上,從居里夫人到安德烈婭·蓋茲,她們都是諾獎得主中尤為罕見的女性科研人。盧利爾對這些優(yōu)秀的女同胞滿懷敬意,繼而也毫不避諱地指出當(dāng)今社會針對女性的不公正待遇:許多國家的大學(xué)制度和科研組織方式仍對女性持有性別偏見。至 于“ 問 題 的 中心”,盧利爾認(rèn)為可能在其原生家庭就已出現(xiàn)。盧利爾認(rèn)為自己的成就并非頂峰:“我很肯定,有許多女性可以做得到,但也許她們不敢?!?/p>

        教學(xué)之中,盧利爾時常告訴學(xué)生尤其是年輕女孩循著興趣去努力,同時不忘跟她們強(qiáng)調(diào)家庭與事業(yè)均衡發(fā)展的重要性。在她的切身體驗中,物理界的女性往往比男性更顯眼、更脆弱,這意味著它不足以充當(dāng)女性生命的全部。所以,盧利爾強(qiáng)烈反對把一生奉獻(xiàn)給事業(yè)的想法,“你可以擁有一個家庭,以及在物理學(xué)之外的生活?!?/p>

        在諾獎評委會給予的得獎理由中,盧利爾發(fā)現(xiàn)了激光與氣體中原子相互作用的新效應(yīng),阿戈斯蒂尼和克勞斯則證明了這種效應(yīng)可以用來制造更短的光脈沖。毫無疑問,盧利爾的確是新阿秒科學(xué)研究領(lǐng)域的關(guān)鍵拓荒者之一。在此之前,人類無法目睹大部分出現(xiàn)得極快的事件,哪怕它們形成了重要現(xiàn)象。將盧利爾率先關(guān)注的阿秒作為重要的時間量程引入,有望構(gòu)成人類從微角度了解自然萬象的基礎(chǔ)。2023 年諾貝爾物理學(xué)獎評委員會主席伊娃·奧爾森表示,人類即將借用阿秒物理學(xué)深入理解電子世界和拓展到更加廣泛的全生活領(lǐng)域。

        阿秒如此短暫,但它對世界的貢獻(xiàn)卻很恒久。阿秒如此閃耀,像極了被稱作“阿秒之母”的盧利爾,智慧而平和,友善且動人。

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