生活中的諾貝爾獎

橋英

印象中，獲得諾貝爾獎的研究成果都離我們的生活非常遙遠，可望而不可即，如2023年獲得諾貝爾物理學獎的“量子點”，獲得諾貝爾化學獎的“阿秒光脈沖”。其實，這些諾貝爾獎研究成果與我們的生活息息相關。

納米尺度的“神奇”材料

瑞典皇家科學院宣布將2023年諾貝爾化學獎授予蒙吉·巴文迪、路易斯·布魯斯和阿列克謝·葉基莫夫，以表彰他們在發現與合成量子點方面所作的貢獻。

那么，什么是量子點呢？量子點比2022年獲得諾貝爾物理學獎的“量子糾纏”更好理解。量子點，又稱半導體納米晶，不同尺寸的量子點會發出不同顏色的光，每一個量子點通常由數千原子組成，因此它還有個別稱叫“人造原子”。早在20世紀90年代，量子點的概念就已經被提出。過去十年里，量子點已經被應用于我們的生活中。在電視機的顯示屏上，紅、綠、藍三基色量子點具有優異的色純度和色準度，能讓液晶電視顯示屏呈現最佳色彩。

量子點雖小，但它的應用前景十分廣闊。除了能夠提供背景光以照亮電腦顯示器和電視機顯示屏幕外，化學家還能用它來繪制生物組織圖，醫生可以借助量子點精確地切除腫瘤……在不久的將來，我們或許可以在更多的場合看到量子點的身影。

超快速度的微觀“相機”

做過近視手術的人或許知道“飛秒”，但很少人聽過“阿秒”。2023年諾貝爾物理學獎就頒發給了“為研究物質中的電子動力學而創造了阿秒激光脈沖的實驗方法”的3個科學家。飛秒也叫毫微微秒，是標衡時間長短的一種計量單位。1飛秒只有1秒的1 000萬億分之一，而1阿秒只有1飛秒的千分之一。在具體的比例上，用人們熟悉的時間單位進行比對1阿秒與1秒的關系，相當于1秒之于 317.1億年。

肯定會有人好奇，這么短的時間單位能應用在生活的哪些方面呢？其實，“阿秒”相當于攝像機，用來幫助人們觀測微觀世界中粒子的超快運動。舉個例子，2023年的杭州亞運會上，假設中國乒乓球運動員擊球的反應速度是0.5秒每次，賽場四周的觀眾用肉眼就可以清晰看到運動員擊球的全過程；觀眾難以用肉眼捕捉中國射擊隊運動員射中10環的瞬間，但賽場導播用高速攝像機拍攝后，觀眾可以欣賞以慢動作呈現的畫面。相比之下，自然界微觀世界的粒子運動速度更快，甚至無法被高速攝像機捕捉，而阿秒激光脈沖就是比高速攝像機更快的“攝像機”。

當擁有阿秒激光脈沖這一超速“攝像機”后，我們可以通過這臺“攝像機”進一步認識微觀世界，拍攝到化學反應、分子尺度和原子尺度的運動，更好地揭示分子與原子之間的相互作用和動力學過程。我們可以想象，在化學、醫學、生物學等領域，阿秒激光脈沖未來可期。

科學研究是用來造福人類社會的，弗朗西斯·培根說：“科學的真正的與合理的目的在于造福于人類生活，用新的發明和財富豐富人類生活。”諾貝爾獎通過表彰對人類作出最大貢獻的人士，推動科學進步和技術革新，為人們的美好生活提供助力。