20 世紀(jì)六十年代,激光的發(fā)明深刻地影響了我們的世界,之后,激光技術(shù)的持續(xù)發(fā)展,使得人們能夠不斷地重新認(rèn)識光與物質(zhì)相互作用的物理過程.特別是啁啾脈沖放大技術(shù)的發(fā)明,將激光強(qiáng)度提高了幾個數(shù)量級,脈寬也被壓縮到飛秒尺度,極大地突破了原來的技術(shù)瓶頸,該技術(shù)的發(fā)明人G.Mourou 和 D.Strickland 也因此榮獲2018 年諾貝爾物理獎.激光強(qiáng)度的提高直接將光與物質(zhì)相互作用帶到前所未有的超快與高度非線性區(qū)域,并推動了強(qiáng)場原子分子物理研究突飛猛進(jìn)的發(fā)展.最為明顯的例子是2022 年的沃爾夫獎頒給了A.L’Huillier,P.Corkum 和F.Krausz,以表彰他們在高次諧波和阿秒脈沖研究中的成就.

伴隨著超快超強(qiáng)激光技術(shù)的不斷發(fā)展,強(qiáng)場物理研究已經(jīng)蓬勃發(fā)展了三十多年,尤其是近二十多年來的研究成果,讓我們能夠站在全新的平臺上探索超快超強(qiáng)激光脈沖與物質(zhì)相互作用的動力學(xué)過程.21 世紀(jì)初阿秒脈沖光源的出現(xiàn),使得我們探測和研究以前無法處理的發(fā)生在阿秒時間尺度內(nèi)的超快過程成為可能,例如原子多電子激發(fā)和電離,特別是內(nèi)殼層電子激發(fā)和電離的電子關(guān)聯(lián)動力學(xué)過程;分子的激發(fā)、電離、解離及輻射過程,包括分子內(nèi)的電荷遷移過程;以及固體材料在超短強(qiáng)激光脈沖下的能帶結(jié)構(gòu)變化及諧波輻射過程等復(fù)雜超快過程.

為了系統(tǒng)展示阿秒超快動力學(xué)過程研究的最新進(jìn)展,《物理學(xué)報》組織專題,邀請部分活躍在本領(lǐng)域前沿的相關(guān)專家,從原子、分子、固體與超短強(qiáng)激光脈沖相互作用的理論和實(shí)驗諸方面,以不同的視角介紹最新進(jìn)展,綜述熱點(diǎn)研究方向.在本專題中,讀者將會閱讀到豐富的研究成果及一些精彩的綜述文章,例如: 利用阿秒鐘概念設(shè)計隧穿是否需要時間的實(shí)驗探測,并進(jìn)行了理論討論;電離電子在激光場驅(qū)動下,與母離子多次碰撞造成的電離譜精細(xì)低能結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象和物理機(jī)制;空氣激光的產(chǎn)生及應(yīng)用;分子的阿秒動力學(xué)測量及極性分子高次諧波的產(chǎn)生問題;原子分子的高里德伯態(tài)激發(fā)機(jī)制和原子激發(fā)態(tài)對高次諧波產(chǎn)生的貢獻(xiàn)、以及如何優(yōu)化激光光源獲得更短阿秒脈沖的理論方案;固體高次諧波的發(fā)展歷程等等.希望通過本專題,能夠促進(jìn)作者與讀者的交流,分享最新的研究進(jìn)展與成果,啟發(fā)創(chuàng)新思想的火花,為進(jìn)一步促進(jìn)阿秒物理的發(fā)展起到積極的作用.

鑒于阿秒科學(xué)領(lǐng)域的快速發(fā)展以及與其他學(xué)科交叉融合的特點(diǎn),本專題很難囊括阿秒物理研究最近的重要進(jìn)展,所覆蓋的阿秒相關(guān)領(lǐng)域也不夠?qū)挿?一些代表性的成果難免遺漏,不足之處,敬請讀者和同行諒解.