我們(men) 很早就知道，一定強度的激光脈衝(chong) 產(chan) 生的能量可以使電子從(cong) 其圍繞著原子快速旋轉的軌道上逃逸，即離子化。

　　美國內(nei) 布拉斯加林肯大學領導的國際研究團隊證明，電子離開氦原子的角度取決(jue) 於(yu) 激光脈衝(chong) 電場是左旋電場還是右旋電場，即它是逆時針旋轉還是順時針旋轉。研究人員還計算了這兩(liang) 種情況下電子逃逸角度的不同範圍。

　　研究人員將此效應稱為(wei) “非線性二色性”（nonlineardichroism），他們(men) 進一步證明該效應僅(jin) 當原子受到一束超快的強烈激光脈衝(chong) 照射並且其電場為(wei) 橢圓形時才會(hui) 出現。

　　這項研究成果發表於(yu) 11月26日的《物理評論快報》雜誌（Phys.Rev.Lett.,DOI:10.1103/PhysRevLett.113.223002）。文章特別指出，能產(chan) 生這一效應的激光脈衝(chong) 持續時間不超過2×10-16秒。以2×10-16秒的時間間隔從(cong) 0數至1秒，需要花上約1.585億(yi) 年，這比地球從(cong) 侏羅紀進化至今的時間還要長。

　　“激光原子物理學的目標就是控製電子運動並成像。”本文的共同作者、物理學教授AnthonyStaraces說道，“為(wei) 了實現這一目標，我們(men) 需要時間尺度比電子運動還要快的探針。”

　　Starace同時注意到，超快激光脈衝(chong) 與(yu) 其引起的量子尺度相互作用會(hui) 使許多實驗結果的機理變得難以理解。

　　“整個(ge) 過程在如此短的時間內(nei) 發生，實驗者往往也不知道自己得到的結果是什麽(me) 。”Starace說道，“他們(men) 無法觀測到電子如何引發原子及分子躍遷。因此，他們(men) 需要清楚如何觀測，如何得到正確的觀測結果。”

　　Starace說道，此項工作有助於(yu) 激光物理學家了解這些普遍存在的基本問題。

　　“超快激光脈衝(chong) 現已用於(yu) 電子過程的計時。”Starace說道，“日常生活中我們(men) 一般使用分鍾作為(wei) 時間尺度，而電子運動往往在極短時間內(nei) 發生。但到底是10-17秒、10-16秒還是10-15秒，我們(men) 無從(cong) 得知。如果我們(men) 能夠了解，就可以從(cong) 理論上真正弄清楚電子躍遷的具體(ti) 經過。”

　　Starace說道，通過識別和測量非線性二色性，我們(men) 的研究可以使量子物理學家更好地描述實驗中產(chan) 生的激光並驗證實驗結果。

　　“實驗者通過測量這一新效應，就會(hui) 知道激光脈衝(chong) 的持續時間、脈衝(chong) 的極性以及產(chan) 生的電場形狀等問題。”Starace說道，“這些都可以表征激光脈衝(chong) 特點。”

　　Starace說，本研究表明人們(men) 朝著激光物理學的最終目標更進一步，即操控宇宙中物質最基本的構成部分。

　　“如果實驗最終可以產(chan) 生這一脈衝(chong) ，該新效應可使實驗者能夠操作電子的運動方式。”Starace說道，“如果使用10-18級這種具有特殊極化率的激光脈衝(chong) 去轟擊一個(ge) 目標，我們(men) 可以識別電子的運動方式。這就是人們(men) 的夢想——不僅(jin) 僅(jin) 是觀察，而且要實際操控電子的運動。”

　　JeanMarcelNgokoDjiokap，物理學助理教授，在本次研究中負責編寫(xie) 受激光影響的電子相互作用以及多維電場中電場複雜度的程序代碼。

　　“通常情況下，理論上電場隻在一個(ge) 方向上振蕩，這降低了計算的難度。”Starace說道，“當極化為(wei) 橢圓形時，電場在一個(ge) 平麵內(nei) 自轉。這進一步增加了問題的難度，也大大增加了計算量和計算難度，但Marcel很好地解決(jue) 了這個(ge) 問題。”

　　Starace將該團隊的計算方法比作去坐一個(ge) 由激光脈衝(chong) 產(chan) 生的電場這一橢圓形旋轉木馬。他還說道，從(cong) 這一角度切入並進行計算而不是從(cong) 外部靜止的觀測可以簡化這一問題。

　　“如果一個(ge) 人坐在旋轉木馬上，線外的人們(men) 看到他在轉動，而他相對於(yu) 木馬是靜止的。”Starace說道，“Marcel的工作就是將實驗室框架下的計算平移到此旋轉框架內(nei) ，所以我們(men) 觀測的都是線性極化的一維光。那麽(me) 所有的問題都迎刃而解了。”