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剖析雷射與量子物理 諾貝爾得主哈羅契中研院開講

2026-01-19 發佈 周明慧 臺北
哈羅契教授為當代量子科學與精密量測的發展奠定了基石(圖片來源:中研院)

哈羅契教授為當代量子科學與精密量測的發展奠定了基石(圖片來源:中研院)

中央研究院「臺灣橋梁計畫」(Taiwan Bridges)系列進行第三場講座,由原子與分子科學研究所、物理研究所主辦,邀請2012年諾貝爾物理學獎得主、法國巴黎法蘭西工學院量子物理學系主任塞爾格.哈羅契(Serge Haroche),以「雷射與量子物理」(The Laser and Quantum Physics)為題,發表演講。現場吸引百名師生參與,互動熱絡,哈羅契教授以科學家的嚴謹與人文優雅,引領聽眾穿梭量子物理的百年時光隧道。

 

中央研究院副院長周美吟在講座致詞時表示,哈羅契教授在量子光學與腔量子電動力學(Cavity Quantum Electrodynamics, Cavity QED)領域的開創性貢獻,解決了量子力學中單一系統難以被隔離觀測的百年難題,為當代量子科學與精密量測的發展奠定了基石。榮獲諾貝爾物理學獎的哈羅契教授成功挑戰了量子力學中「測量必會干擾並摧毀系統」的傳統局限,利用極高反射率的超導鏡面組成「光子陷阱」,實現了在不摧毀光子的情況下進行長時間觀察,正式開啟人類與單一量子個體對話的新紀元。

 

哈羅契教授在這場深入淺出的演講中,透過一張張珍貴的實驗投影片,向現場聽眾揭開這座「光子盒」的神秘面紗。他解釋這項技術能讓單一光子在超導空腔內來回反射,存活長達0.1秒;並進一步分享,藉由讓「里德堡原子」穿梭其中擔任偵察員,讓科學家可以在不吸收光子的前提下完成「非破壞性測量」。這項成就不僅將「薛丁格的貓」從思想實驗轉化為可觀測的現實,更為現代原子鐘的精準度以及量子記憶體的開發,奠定了堅實的實驗基礎。

 

中研院原子與分子科學研究所林育如副研究員指出,哈羅契教授探討了量子物理與雷射之間密不可分的發展歷程。從普朗克、愛因斯坦與薛丁格等大師奠定的量子理論出發,哈羅契教授闡述「受激放射」(Stimulated emission)與「二能階系統」等概念,如何落實為雷射並徹底重塑現代物理的面貌。林育如副研究員強調,對光與物質基本性質的理解,正是推動科學躍進的引擎,哈羅契教授揭示雷射如何讓原子鐘達到前所未有的精準度,以及如何直接操控單一量子個體。在當前量子科技蓬勃發展的背景下,雷射仍將是人類探索物理前瞻不可或缺的關鍵利器。

 

中研院表示,「臺灣橋梁計畫」1月22日將邀請2019年諾貝爾物理學獎得主米歇爾‧梅爾博士(Michel Mayor) ,帶來「是否存在B星球—人類會移居到太陽系外行星嗎?」(Is there a Planet B – Will humanity emigrate to an exoplanet?)演講,報名資訊可上中央研究院官網查詢。

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