阿秒，目前人類掌握的最小時(shí)間分辨尺度。阿秒級(jí)的運(yùn)動(dòng)不管你如何盯著看，都無(wú)法看到它，因?yàn)樗某掷m(xù)時(shí)間實(shí)在太短了，只有百億分之一秒。決定物質(zhì)基本性質(zhì)的超快電子運(yùn)動(dòng)通常發(fā)生在阿秒量級(jí)的時(shí)間尺度，要想觀測(cè)到電子運(yùn)動(dòng)這種超快過程，就需要超高速攝影技術(shù)，而阿秒光源就是一種捕捉電子運(yùn)動(dòng)的超快光學(xué)技術(shù)。人眼的視覺暫留時(shí)間一般為0.1—0.4秒，當(dāng)物體的快速運(yùn)動(dòng)過程短于0.1秒時(shí)，受眼睛時(shí)間分辨率的限制，我們就無(wú)法看清其運(yùn)動(dòng)過程。就像高速攝像機(jī)把轉(zhuǎn)瞬即逝的快速變化過程記錄下來(lái)，我們用慢動(dòng)作回看一樣。對(duì)于原子內(nèi)部的電子運(yùn)動(dòng)，我們也需要一個(gè)超高速相機(jī)將其記錄下來(lái)。2001年，奧地利科學(xué)家首次實(shí)現(xiàn)了阿秒脈沖的產(chǎn)生，使人類能夠深入原子結(jié)構(gòu)內(nèi)部觀測(cè)并記錄電子運(yùn)動(dòng)，超快科學(xué)及技術(shù)的發(fā)展迎來(lái)了阿秒時(shí)代。阿秒脈沖就是持續(xù)時(shí)間在阿秒量級(jí)的超短閃光，而阿秒光源是集阿秒脈沖產(chǎn)生、測(cè)量及應(yīng)用于一體的大型科學(xué)裝置。如果把阿秒光源比作一臺(tái)相機(jī)，那么阿秒脈沖就是這個(gè)相機(jī)的“快門”。作為20世紀(jì)初誕生的一種新型光源，阿秒光源具有寬頻譜、窄脈寬、高光子能量、高時(shí)空相干性等優(yōu)點(diǎn)，由于其脈寬與原子內(nèi)電子運(yùn)動(dòng)尺度相當(dāng)，因此為人類認(rèn)識(shí)微觀世界提供了全新手段。

“阿秒光源為物理、化學(xué)、生物和材料科學(xué)超快過程的研究和高時(shí)空分辨率成像提供了嶄新的技術(shù)，為了解化學(xué)反應(yīng)和人工光合作用、生物結(jié)構(gòu)特性及生命機(jī)理、新材料合成等重大科學(xué)問題提供了解決方法，并有望引發(fā)新的科技革命。如發(fā)展新一代超高速電子器件和信息處理技術(shù)、提升太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率和揭示腫瘤病變機(jī)理等?！敝袊?guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所研究員趙衛(wèi)說(shuō)道。經(jīng)過近20年的發(fā)展，人們已經(jīng)成功將阿秒技術(shù)應(yīng)用于原子、分子、納米體系甚至固體中超快電子運(yùn)動(dòng)的測(cè)量和調(diào)控研究，為諸多潛在應(yīng)用開辟了嶄新的道路。比如，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，癌癥作為世紀(jì)難題，當(dāng)前普遍認(rèn)為其誘因是紫外線輻射導(dǎo)致的DNA損傷，但受限于現(xiàn)有的技術(shù)手段，該推論無(wú)法得到確認(rèn)。DNA分子由原子構(gòu)成，而原子又包含電子和原子核，借助阿秒脈沖，科學(xué)家就有可能在更微觀、更基礎(chǔ)的層面上看清DNA損傷內(nèi)在的電子運(yùn)動(dòng)過程，理清紫外線輻射導(dǎo)致的DNA損傷與腫瘤癌變的生理關(guān)聯(lián)，這無(wú)疑將癌變的預(yù)防、診斷及治療更加確切。正因?yàn)榘⒚牍庠此哂械闹卮髴?yīng)用前景，目前，美國(guó)、加拿大、韓國(guó)、日本、澳大利亞、新加坡及歐洲諸國(guó)都將阿秒科學(xué)作為重點(diǎn)的基礎(chǔ)與應(yīng)用研究?jī)?nèi)容，歐盟在匈牙利塞格德建造的極端光設(shè)施阿秒光源已于2019年7月初宣布開放運(yùn)行，韓國(guó)浦項(xiàng)阿秒光源也已立項(xiàng)實(shí)施?！拔覈?guó)科學(xué)家也緊跟國(guó)際超快科學(xué)前沿，早在2000年前后就開始了阿秒科學(xué)與技術(shù)的探索與研究，并取得了有國(guó)際影響的系列重要成果?！敝袊?guó)科學(xué)院物理研究所研究員魏志義說(shuō)道。