比秒还小的时间单位是什么(一天多少秒)

基础研究需要的是灵活的思维和开阔的视野。你不能在条条框框中起舞，也不能循规蹈矩创新，但根本没有边界，因为研究会误入歧途。

龚介绍了华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室的阿秒团簇符合测量系统。

一秒是非常小的时间单位，相当于10减18秒。借助阿秒光源，人们研究物质结构的视野正从原子分子水平扩展到亚原子尺度，从而可以直接观察甚至操纵电子的阿秒运动。“当人们能够进一步观察或操纵电子的运动时，就会逐渐发现，人们正在慢慢尝试开启一个阿秒化学的时代。”华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室研究员龚日前在接受本报专访时表示。

今年8月，龚入选“上海市科技青年领军计划35人”获得者，以表彰其建立了国际上第一套阿秒团簇符合测量系统，创新性地提出了阿秒团簇尺寸分辨谱，填补了从孤立原子、分子到复杂凝聚电子空的阿秒动力学精密测量。

填写阿秒动力学空白的精密测量

阿秒符合测量光谱是阿秒超快光学中最先进的计量之一，阿秒光脉冲作为其中的重要组成部分，在原子、分子乃至凝聚态物质的基础物理研究中掀起了一场超快测量革命。

2001年，维也纳技术大学费伦茨·克劳兹教授领导的国际研究团队获得了第一台脉冲宽度为650阿秒的激光，此后阿秒激光的脉冲宽度记录不断被刷新。2017年11月，苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)宣布成功将X射线激光的脉冲持续时间缩短至43秒，创造了最短激光脉冲持续时间的世界纪录。

阿秒光源将人们研究物质结构的视野从分子扩展到原子，有望通过高速摄影以“慢动作”的形式再现物质中原子尺度的电子运动的物理图像，使人类能够以极高的时间分辨率揭示电子动力学的特性，为物理、化学、生物、材料、信息等领域的发展提供新的研究手段和重要的创新机遇。

龚，华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室研究员

肖春介绍，电子就像化学反应或生命活动中的触角一样，可以传递或转移信息能量。“在化学反应或生命活动中，不同物质接触后，首先相互作用的是电子。同样，光与物质相互作用时，也是先与物质中的电子相互作用，然后传递各种信息。”比如，水环境中DNA的序列或基本单位被强光或高能辐射照射后，首先受损的是DNA还是水？初步研究表明，水电离后释放出低能电子，与其他碱基共振实现电荷转移，破坏氢键网络，甚至破坏周围的碱基单元。

传统上，电子的电离过程是瞬间的，但是随着阿秒光脉冲技术的发展，研究人员发现这个过程不是瞬间的，电子穿越原子或分子的电场需要几个阿秒甚至几百个阿秒。

团簇是介于原子、分子和宏观固体物质之间的一种新层次的物质结构，是各种物质从原子、分子向块体物质转变的一种过渡状态。“以前研究的瓶颈是研究人员主要利用红外、拉曼、THz等光谱手段来观察星系团中原子核的结构和运动。时间分辨光电子能谱有很大的局限性。”宫在阿秒测量光谱学领域设计并建造了世界上第一台阿秒团簇符合测量系统。通过阿秒团簇尺寸分辨光谱，研究人员可以在光电离时间和阿秒时间尺度上精确测量不同尺寸的电子与母空空穴空水团簇的离域作用，揭示水。

阿秒光谱有望引领阿秒光学和极端强场光物理中新现象和自然规律的进一步探索，实现化学反应和复杂凝聚态体系中电子超快动力学的精确测量和调控。“同时，我们也在不断优化改造先进的超紫外阿秒光源和超高时间分辨率泵浦探测延迟线。基于这种高分辨率的探测时钟，我们可以进一步探索超导和拓扑绝缘体等特殊状态系统中复杂的电子动力学过程，”龚说。

打破国外同行的刻板印象

当龚从中国海洋大学光学信息科学与技术专业毕业时，她不知道什么是科学研究，只对超快光学感兴趣。2012年，保研华师大，他的博士生导师吴健教授刚刚回国，即将成立实验室。宫跟随导师研究了电子离子符合测量。从一开始单纯的接收知识，“捡一堆宝”，变成了一秒钟仪器系统的设计者。

2017年博士毕业后，龚有资格留校，学习阿秒超快光学。但是，她觉得自己的工作有点辛苦，还需要学习新的知识。2018年在苏黎世联邦理工学院物理化学系参观学习。苏黎世联邦理工学院物理化学实验室教授H. J. Wrner擅长阿秒光谱测量。在博士期间，龚研究了电子离子符合测量。双方优势互补，探索了一项新的研究:阿秒符合测量技术。

合作的第一步是建立一个实验室，龚需要开发一个阿秒团簇符合测量系统。在此期间，龚只是每天埋头于实验室，埋头苦干。“建实验室不仅可以充分发挥我之前所学的东西，也是学习和培养新技能的最佳时机。”因此，龚在不到一年的时间里就设计并建造了这个系统。当他看到水团并测量阿秒电子过程时，实验室的博士生和工程师都觉得不可思议。

那年圣诞节过后，龚即将离开苏黎世联邦理工学院的时候，实验室里的电子工程师对他说:“一开始我以为你会像以前这个实验室的大多数人一样，没想到你已经做完了实验室，仪器测出了非常漂亮的结果。”对方答应只要今后有需求，就全力支持龚的工作。

2019年，龚回国后，这套阿秒团簇符合测量系统仍在苏黎世联邦理工学院实验室稳定运行，供国内外科研人员和新生做实验和测量数据，开展阿秒超快光电研究，共同推动阿秒超快光学学科发展。

创新不能在条条框框中起舞

从苏黎士回来后，龚在华师大精密光谱科学与技术国家重点实验室对阿秒团簇符合测量系统进行了深度优化升级。当被问及阿秒计量光谱学研究领域的成就是偶然还是必然时，他回答:在研究中，我们必须不断地琢磨和创新。“找到主线就知道怎么做了。”

当肖春还是一名博士生时，他研究了电子测量并观察了核运动。“当时还没有阿秒脉冲法，对电子光谱的时频特征及其背后的物理机制也不清楚。虽然我们知道电子是阿秒运动，但没有办法进行实时观测。”在研究A秒光电离的过程中，他一直想搞清楚电子的干涉机制。直到博士毕业前夕，他才找到了突破口。“在不断的数据分析和不断的思考过程中，问题得到了解答。”在读博士期间，她的知识强度很高，龚学得很快。她多次在《物理评论快报》上发表学术论文，并获得实验室、学校和光学学会的奖励。这几年，在一些学术论文发表的时候，他没有虚度光阴，而是不断打磨自己，弥补自己在学习实验和理论方面的不足。

作为苏黎世的博士后，他觉得仅仅跟随别人的工作没有意义，他必须创新，于是他着手设计和建造阿秒簇符合测量系统。回国重建时，他认为必须进一步突破，探索孤立阿秒脉冲等先进科学技术，研究更复杂、更困难的科学问题。

龚说，基础研究需要灵活的思维和开阔的视野。“你不能在条条框框里跳舞，也不能循规蹈矩创新，但完全不能没有边界，因为研究所会误入歧途。”

有了灵活的思维和自信，你必须有明确的科研目标和科学品味。“当你有足够的能力做到这一点的时候，最终呈现的状态是非常有创意的。”他还说，科学不取决于个人意志，科学研究要以科学的态度对待科学问题，要诚实。

目前，龚正在研制基于阿秒团簇符合测量系统的原子分波干涉仪，发展原子分波干涉的方法，区分每个电子的成分，观察光电离过程中一个原子状态下各个成分的时频特性和相关性。他希望有更多的机会探索先进科学仪器设计的新思路，实现超快物理研究的新突破，挑战超快物理的测量极限，并在超快科学领域拓展应用。在空的超短时间尺度和超高分辨率尺度下，展现光与物质相互作用过程中微观量子物理世界的非平衡动力学，寻求物理性质测量和调控的极限。同时，将不断凝聚核心关键技术，形成标准化、模块化的科学仪器，扩大学科交叉融合的趋势。“正如杨振宁先生所说，你应该有你自己的小运气。什么是更高级的，什么是更有意义的，什么是你更喜欢的，你更愿意和它站在一起，就像向日葵喜欢追逐太阳，草总是喜欢长到天上去。可能这就是品味吧。”

(编者注:本文是由联合推出的“积极自阔:35位上海科技青年引领计划追随之光报告”系列之一澎湃技术与上海科技。请关注更多后续报道。)