阿秒科學領域，隨著超短激光脈沖的出現而誕生，為在電子固有時標上觀察和控制電子動力學開辟了前所未有的途徑。在許多基本過程的核心，從化學反應到光與物質的相互作用，都存在著電子的復雜舞動，通常在幾飛秒甚至阿秒內完成。在這個領域中最耐人尋味和備受爭議的現象之一是強場電離，特別是隧道電離，即電子在強激光場的作用下逃離原子或分子。幾十年來，一個核心問題一直存在：電子在穿過勢壘時是否會經歷一個有限的“隧道時間”，如果會，這個時間有多長？發表在PRL上題為“相位分辨阿秒鐘”的最新進展，提供了一種新穎的方法來解決這個長期存在的謎團，并深化我們對強場中量子隧穿的理解。

“阿秒鐘”的概念巧妙而簡單：它利用強激光脈沖的振蕩電場作為秒表，來測量電子從原子或分子中釋放出來的瞬間。在傳統的阿秒鐘設置中，使用橢圓或圓偏振激光場。當電場矢量旋轉時，它會在阿秒鐘上創建一個“指針”。當電子被電離時，它垂直于激光偏振方向的初始動量會受到旋轉場瞬時相位的影響。通過分析電子在探測器中的最終發射角度，研究人員試圖推斷其電離的確切時間。這種方法產生了引人入勝的見解，但它也一直受到解釋中固有的模糊性的困擾，導致了關于有限隧道時間是否存在及其大小的長期爭論。一些理論模型預測了非零的延遲，而另一些則認為隧穿是瞬時發生的，使得實驗結果有多種解釋。

“相位分辨阿秒鐘”這篇發表在頂尖物理期刊上的論文，以一種復雜而創新的方法直接解決了這些局限性。其突破的核心在于利用電離電子的角條紋的載波-包絡相位 (CEP) 依賴性。CEP 指的是振蕩電場與激光脈沖包絡峰值之間的相對相位。本質上，通過精確控制和改變激光脈沖的 CEP，研究人員在測量中獲得了額外的控制和信息維度。

以前，橢圓阿秒鐘測量主要關注電子的最終角分布，這可能受到隧道時間和隧道后與剩余離子庫侖相互作用的影響。這通常會導致一個具有挑戰性的反卷積問題。“相位分辨阿秒鐘”通過證明如何利用角條紋的 CEP 依賴性，從橢圓偏振光測量中推斷出圓偏振光下獲得的偏轉角，從而避免了這個問題。這是關鍵的一步，因為圓偏振本質上為時間測量提供了一個更清晰的“鐘面”，最大限度地減少了橢圓偏振中存在的某些模糊性。

通過有效地從橢圓測量中“提取”圓阿秒鐘信息，這項新技術成功地避免了困擾傳統橢圓阿秒鐘實驗的固有建模模糊性。這種方法上的改進使得能夠更直接、更明確地確定電子在電離瞬間的初始橫向動量，這是推斷隧道延遲的關鍵可觀測量。

此外，“相位分辨阿秒鐘”論文中報告的一個重要發現是，測量的偏轉角以及由此推斷出的隧道延遲，主要對靶物質的電離勢敏感，而隧道延遲本身的影響相對較小。這一見解是深刻的，它表明，雖然阿秒鐘技術確實對原子或分子系統的基本性質敏感，但勢壘內一個明確的“隧道時間”的貢獻可能不如某些模型先前假設的那樣占據主導地位。這一發現可能會改變未來理論研究的重點，強調電離后庫侖勢和連續態動力學在塑造觀測到的電子分布中的作用，而不僅僅是關注穿過勢壘的時間。

“相位分辨阿秒鐘”的影響是深遠的。長期以來，關于隧道時間的爭論一直是全面理解強場電離的瓶頸。這項新技術提供的精度和減少的模糊性，為探測電子的超快動力學提供了一個更強大的實驗平臺。它推動了實驗阿秒科學的邊界，提供了一個更清晰的視角來觀察量子力學中最反直覺的現象之一。

除了對隧穿的基本理解之外，從這種精細的阿秒鐘技術中獲得的見解可能產生更廣泛的影響。精確理解強場電離對于開發和優化阿秒源至關重要，而阿秒源又用于探測分子中的電荷遷移、材料中的超快相變，甚至用于開發下一代成像技術。通過闡明導致測量電子分布的不同因素的作用，“相位分辨阿秒鐘”為驗證和完善強場現象的理論模型提供了寶貴的數據。