1秒钟有100亿亿阿秒，1阿秒能做么？我国开建阿秒激光大科学装置

今年的诺贝尔物理学奖，颁给了三位在“阿秒光脉冲以研究物质中电子动力学的实验方法”方面做出的贡献的科学家，分别是美国俄亥俄州立大学名誉教授皮埃尔·阿戈斯蒂尼（Pierre Agostini）、德国马克斯·普朗克量子光学研究所教授费伦茨·克劳斯（Ferenc Krausz）和瑞典隆德大学教授安妮·呂利耶（Anne L’Huillier）。

可能大家都对这里提到的阿秒光脉冲不很理解，这个阿秒到底是多长时间呢？

我们日常所用的时间（时分秒）都是60进制的，一个小时等于60分钟，一分钟等于60秒但是秒以下的时间却是十进制的，如1秒等于10分秒，1分秒等于10厘秒，1厘秒等于10毫秒，有的是直接使用千进制，1秒等于1000毫秒，1毫秒等于1000微秒，1微秒等于1000纳秒。

但是这些时间单位日常很少用到，不过在微观科研领域会有使用，这些时间单位都非常短，毫秒就是千分之一秒，微秒是百万分之一秒，纳秒是十亿分之一秒。

在我们看来，这个纳秒就足够短了吧？只有一秒钟时间的10亿分之一，把一秒钟的时间分成10亿等份，一纳秒只是其中的一份，可以说短得无法想象；然而阿秒又比纳秒小多了，因为1纳秒等于1000皮秒，1皮秒等于1000飞秒，1飞秒等于1000阿秒。从换算关系上来说，1纳秒等于10亿阿秒，或者说1阿秒只有1纳秒的10亿分之一。

1秒等于10亿纳秒，1纳秒又等于10亿阿秒，那也就是说1秒等于100亿亿阿秒，或者说是10的-18次方秒，想象一下，把1秒钟时间分成100亿亿份，1阿秒只是其中一份，这个时间该有多短？

实际上一秒时间中的阿秒数，要比宇宙诞生至今的浩渺时间中所包含的秒数还多，一般认为宇宙的年龄大约为138亿年，一年中的秒数大约是3153.6万秒，那么算下来宇宙诞生至今的秒数大约为43.52亿亿秒，还不到一秒钟内阿秒数量的一半。

那么在这么短的时间内，会有什么事发生呢？在我们所能看到的世界中，几乎看不到任何事物能发生变化，但是在微观世界中，变化却一直在发生着。光一秒钟能跑30万公里，那么光在1阿秒时间内就走了0.3纳米，大约相当于3个氢原子的直径（约0.1纳米），或者说光在1阿秒的时间中可以走完三个氢原子并列长度的距离。

可见在粒子世界的层面，在阿秒这么短的时间中，还是可以看到显著变化的！实际上针对阿秒时间单位内的物质变化，国际上已经形成了阿秒物理学，专门研究原子内部电子运动以及亚原子粒子活动的新兴学科，其主要手段就是利用持续时间为阿秒量级的超短激光脉冲（阿秒光脉冲）来观测和控制电子的行为，从而揭示物化反应和粒子运动的微观机制。这一方法已经可以将微观科学的视野从分子层面深入到原子内部，解释诸多物理、化学和生物现象。

而阿秒物理学的出现和发展，也促进了阿秒激光脉冲技术的发展，目前最快的激光脉冲已经达到了43阿秒，该技术的发展已经带动X射线、自由电子激光、伽马射线、快速成像技术、电子信息捕获等诸多科学领域的新突破。

值得一提的是，我国在阿秒物理学方面的发展并不落后，今年4月25日，由中科院物理研究所和广东松山湖材料实验室共同建设的阿秒科学中心在东莞松山湖落成投用，该实验室定位于国际领先的超快物质科学与技术研究目标，目前正在开建“阿秒激光设施”，这一大科学装置的建设和投用可将我国的阿秒物理学水平提高到一个新层面上。

消息来源：《上观新闻》10月4日报道《科普诺奖“阿秒”是什么？我国首个阿秒激光装置正在建设中》