原子分子物理與光物理學(xué)研究進(jìn)展概述

孟慶田

(山東師范大學(xué)物理與電子科學(xué)學(xué)院，250358，濟(jì)南)

1 引 言

原子分子物理與光物理學(xué)(AMO物理學(xué))是在原子分子水平上研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)和演化，利用光的現(xiàn)象了解物質(zhì)的本質(zhì)，并探討光和物質(zhì)相互作用規(guī)律的科學(xué)[1].一方面，AMO既是物理學(xué)幾大重要方向比如核物理、等離子體物理、大氣物理、凝聚態(tài)物理、高能物理等的研究基礎(chǔ)，也是物理學(xué)聯(lián)結(jié)天文學(xué)、化學(xué)、高層大氣物理學(xué)和生物物理學(xué)的橋梁.另一方面，原子分子物理學(xué)可以為光現(xiàn)象的解釋提供理論和物質(zhì)基礎(chǔ)，而光學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，比如激光及其光譜技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，又可以為原子分子物理學(xué)的研究提供可靠工具，從而為原子分子物理研究注入新的活力和研究內(nèi)容[2].因此二者的交叉融合是AMO物理學(xué)研究內(nèi)容不斷創(chuàng)新的基礎(chǔ)，也是AMO物理學(xué)研究一直具有強(qiáng)大生命力的保證.另外在AMO物理學(xué)的發(fā)展過程中，也培養(yǎng)了一大批在自然科學(xué)領(lǐng)域和其他高科技領(lǐng)域發(fā)揮重要作用的領(lǐng)軍人才.他們將在AMO物理學(xué)研究中所使用的理論和實驗方法靈活應(yīng)用到其他更為廣闊的領(lǐng)域，比如國家安全、能源和材料等領(lǐng)域中，促進(jìn)了這些研究領(lǐng)域的快速發(fā)展.

從上個世紀(jì)七、八十年代到本世紀(jì)初的前20年，是當(dāng)代AMO物理學(xué)發(fā)展的重要階段.在這半個多世紀(jì)里，實驗技術(shù)的進(jìn)步和計算手段的提高，特別是激光光譜技術(shù)在物質(zhì)結(jié)構(gòu)及其運(yùn)動規(guī)律分析中的應(yīng)用，使得AMO物理學(xué)的理論和實驗研究無論是在精度的提高方面還是在層次的深入方面都有了很大的改善，這其中包括基于激光的精密光譜學(xué)的研究、基于量子光學(xué)的量子態(tài)的操控、極端條件下的原子分子與材料物理等，而且AMO物理學(xué)在國防科技、量子通信和計算、能源和材料、化學(xué)和生物科學(xué)等方面所蘊(yùn)藏著的巨大應(yīng)用前景，也讓當(dāng)今物理學(xué)領(lǐng)域?qū)MO物理學(xué)的研究有著更強(qiáng)的依賴性，各學(xué)科的交叉融合更加明顯[3].本文將概述AMO物理學(xué)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，特別介紹我國自改革開放以來AMO物理學(xué)研究方面的一些新進(jìn)展，以及為保障AMO物理學(xué)研究的可持續(xù)發(fā)展所采取的相應(yīng)措施，并結(jié)合在科技創(chuàng)新方面所面臨的挑戰(zhàn)，提出了一些亟待解決的問題.

2 國內(nèi)外研究進(jìn)展

人們對AMO物理學(xué)的探索可以追溯到19世紀(jì)關(guān)于太陽光譜和氣體放電的研究，并于上世紀(jì)二十年代發(fā)展到第一次高峰時期.以此為基礎(chǔ)并在大量實驗研究的啟示下，人們建立了量子力學(xué)和相對論，而量子力學(xué)和相對論又為AMO物理學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展提供了可靠的理論研究工具.當(dāng)代AMO物理學(xué)的發(fā)展開始于上世紀(jì)六、七十年代，特別是隨著激光技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用[4]，AMO物理學(xué)進(jìn)入了又一個高峰時期，其特點是研究領(lǐng)域空前廣泛、數(shù)據(jù)空前精確、發(fā)展空前迅速[5]，比如堿金屬原子稀薄氣體的玻色-愛因斯坦凝聚(BEC)的發(fā)現(xiàn)[6]、基于激光的精密光譜學(xué)的發(fā)展[7]、原子分子的超靈敏檢測技術(shù)的發(fā)展[8]以及單個量子系統(tǒng)的測量和操控等[9].所有這些新技術(shù)和新發(fā)現(xiàn)都離不開AMO的相互融合.特別是當(dāng)今全世界范圍內(nèi)發(fā)展新高技術(shù)的劇烈競爭，迫切需要大量的AMO方法和數(shù)據(jù)，這更加推動了AMO物理學(xué)的發(fā)展.

圖1 超冷分子的光締合過程[12](1)締合激光將碰撞原子對激發(fā)到電子激發(fā)態(tài)勢能面上；(2′)由激發(fā)束縛態(tài)自發(fā)輻射形成一對熱原子；(2′′)由激發(fā)束縛態(tài)自發(fā)輻射形成基態(tài)束縛分子.

進(jìn)入21世紀(jì)以來，計算手段的改善和實驗技術(shù)的進(jìn)步使得AMO物理學(xué)的研究水平得到了快速的提升.隨著一大批科研成果的出現(xiàn)，原子分子物理學(xué)與光學(xué)的融合效應(yīng)體現(xiàn)得更加明顯，比較有代表性的有：1)超冷分子的制備.一個典型的方案是冷原子的光締合，即一對冷碰撞原子吸收一個光子締合形成一個束縛的電子激發(fā)態(tài)分子，之后會輻射一個光子并在電子基態(tài)上形成一個束縛穩(wěn)定的分子(圖1).現(xiàn)在激光冷卻技術(shù)的發(fā)展使得可以通過光締合產(chǎn)生溫度低于幾個nK的分子[10,11]，并且可以獲得譜精度非常高的光締合光譜.這種光譜可以為研究原子分子的相互作用、理解其碰撞性質(zhì)提供非常有用的工具[12].特別是由此產(chǎn)生的超冷分子其平動溫度遠(yuǎn)小于分子間的相互作用能，非常有利于物質(zhì)新量子態(tài)的產(chǎn)生，對于實現(xiàn)化學(xué)動力學(xué)的精準(zhǔn)控制具有重要意義[13].2)分子BEC的產(chǎn)生.當(dāng)一對超冷原子相互接近并發(fā)生碰撞時，可以用激光來捕捉這對碰撞原子并把它們轉(zhuǎn)變成分子[14].科學(xué)家在用銣原子BEC所做的相關(guān)實驗中，用磁場來調(diào)制兩個碰撞原子的能量，這樣原子對就能形成準(zhǔn)束縛的長壽命分子態(tài).分子BEC的形成不僅可以揭示新的分子光譜特性和碰撞物理，而且還可為超冷量子化學(xué)甚至量子計算的應(yīng)用開辟新的通道[15,16].3)原子的費(fèi)米凝聚體的產(chǎn)生.眾所周知，根據(jù)泡利不相容原理，不同的費(fèi)米子不能占據(jù)同一量子態(tài)，因此費(fèi)米子不能像玻色子那樣直接形成BEC.然而科學(xué)家通過一種叫庫伯對的機(jī)制，可以將費(fèi)米子結(jié)合在一起，從而形成具有玻色子性質(zhì)的“費(fèi)米子”.這樣這些費(fèi)米子就可以在溫度達(dá)到極限的時候，慢慢占據(jù)最低能量狀態(tài)，從而實現(xiàn)原子的費(fèi)米凝聚[17].4)各種極端或異常條件下凝聚態(tài)材料性質(zhì)的變化.物質(zhì)在幾萬乃至上百萬大氣壓與高溫、低溫、強(qiáng)磁場、強(qiáng)激光場、超快過程等相結(jié)合的特殊環(huán)境下會出現(xiàn)許多新的物理現(xiàn)象，并伴隨著許多新的物理問題的產(chǎn)生.比如利用強(qiáng)磁場可以控制納米顆粒朝某一優(yōu)先方向生長，從而獲得高度各向異性的納米材料(圖2)[18].利用超快過程中提取的信息，可以研究凝聚相體系中在自由基、激發(fā)態(tài)等短壽命瞬變物的產(chǎn)生、湮滅以及電子、原子(基團(tuán))的轉(zhuǎn)移、價鍵變化或幾何異構(gòu)化、光電離、光解離、能量的輻射與非輻射轉(zhuǎn)移等.這些都與信息的產(chǎn)生、傳遞、儲存等有密切的關(guān)系[19,20].5)基于量子光學(xué)的量子態(tài)的控制.在量子信息理論中，量子相干和量子糾纏的研究一直受到人們廣泛的關(guān)注，在很多方面都有著重要的應(yīng)用價值，比如量子編碼、量子隱形傳態(tài)、量子密鑰分配和量子計算等.現(xiàn)在人們已經(jīng)在許多實驗系統(tǒng)中制備了量子糾纏態(tài)，并實現(xiàn)了單光子態(tài)和量子糾纏態(tài)在偏振、路徑、波導(dǎo)模式等不同自由度之間的相干轉(zhuǎn)換，其干涉可見度均超過了 90%，為集成量子光學(xué)芯片上光子多個自由度的操縱和轉(zhuǎn)換提供了重要實驗依據(jù)[21,22].6)等離子體物理和受控核聚變.等離子體物理是研究等離子體的形成及其各種性質(zhì)和運(yùn)動規(guī)律的科學(xué).核聚變是指由質(zhì)量小的原子(如氘和氚等)在一定的條件下(如超高溫和高壓)發(fā)生原子核互相聚合作用，生成新的質(zhì)量更重的原子核(如氦等)，并伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應(yīng)形式(圖3)[23].目前人類已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)不受控制的核聚變，比如氫彈爆炸，但是要想使核聚變釋放出巨大能量并可以被人類有效利用，就必須對核聚變實行人工控制，即受控核聚變.目前有兩種受控核聚變的形式，即磁約束聚變和慣性約束聚變.而受控核聚變等離子體的研究，就是通過一代又一代的實驗裝置來產(chǎn)生具有特定性能的等離子體，逐步提高它們的溫度和約束程度[24].7)激光在生物物理學(xué)中的應(yīng)用.在生物物理學(xué)研究中，生物大分子及其復(fù)合物結(jié)構(gòu)的測定是許多重要研究工作的基礎(chǔ)，而X射線自由電子激光因其短脈沖、完全相干等的特點，在理論上可以對單顆?；蛘邌畏肿舆M(jìn)行原子分辨的相干衍射成像，實驗上可以利用記錄的連續(xù)衍射圖案還原相位，解析原子分辨的結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)不需要晶體的晶體學(xué)，從而成為生物大分子及其復(fù)合結(jié)構(gòu)測定的重要工具[25].日常生活中人們也非常關(guān)心一些谷物樣品的蛋白質(zhì)含量，而激光誘導(dǎo)分解光譜則提供了一個快速、簡單、可靠及環(huán)境友好的蛋白質(zhì)含量分析技術(shù)，利用該方法可以在一個相當(dāng)短的時間內(nèi)分析大量樣品.這種技術(shù)在生物產(chǎn)品組分的精確分析方面具有很大的潛力[26].除了上述介紹的幾個方面，AMO物理學(xué)研究還包括一些其他復(fù)雜物質(zhì)系統(tǒng)的性質(zhì)和交叉學(xué)科的內(nèi)容，并在每一個復(fù)雜層次上都會有完全新的性質(zhì)規(guī)律出現(xiàn)，而且在研究方法上呈現(xiàn)出微觀與宏觀相結(jié)合、在研究手段上呈現(xiàn)出技術(shù)和應(yīng)用相結(jié)合、數(shù)學(xué)模擬和仿真相結(jié)合等特點.特別是在研究對象和研究方法上，原子分子物理和光物理聯(lián)系得如此緊密，以至于科學(xué)技術(shù)發(fā)展到今天，任何一種手段也難以將這兩個方面的研究完全隔離開來[27]，這也是國際上將其統(tǒng)稱為AMO物理學(xué)的原因所在.

圖2 用強(qiáng)磁場來合成一維空心納米鏈并為高速超級電容器組裝具有一定取向的納米鏈/石墨烯薄片電容電極.該電極能快速展示顯著的比率容量以及能量密度[18].

圖3 核聚變是指由質(zhì)量小的原子(如氘和氚)在一定的條件下發(fā)生原子核互相聚合作用，生成新的質(zhì)量更重的原子核(如氦)，并伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應(yīng)形式[23].

就我國當(dāng)代AMO物理學(xué)的研究來說，光學(xué)比原子與分子物理學(xué)起步要早一些.1961年，我國第一臺紅寶石激光器在長春光機(jī)所誕生，它比美國的梅曼在休斯實驗室發(fā)明的紅寶石激光器僅晚一年[28,29].激光器的發(fā)明和發(fā)展引起了光學(xué)技術(shù)的重大變革，也帶動了其它相關(guān)學(xué)科的發(fā)展，原子與分子物理學(xué)更不例外.特別是改革開放以后，隨著我國對外交流大門的敞開，AMO物理學(xué)遇到了難得的發(fā)展機(jī)遇.在老一輩科學(xué)家的倡議和支持下，1978年10月實施的《1978-1985年全國科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》中，除激光物理學(xué)被列為影響全局的帶頭學(xué)科之一外，原子分子物理學(xué)第一次在我國被規(guī)劃為物理學(xué)的一個重要分支學(xué)科[30].這個規(guī)劃所列的原子分子物理學(xué)四個研究內(nèi)容中有兩個方面就與光學(xué)密切相關(guān)，即原子光譜及原子與光子的相互作用、分子光譜及分子與光子的相互作用.也就是說，我國原子與分子物理學(xué)從起步開始就與光學(xué)緊密聯(lián)系在了一起，其發(fā)展戰(zhàn)略也經(jīng)歷了一個從無到有，從薄弱到加強(qiáng)再到快速發(fā)展的過程.特別是隨著市場經(jīng)濟(jì)體制在我國的逐步建立，加上國家對基礎(chǔ)研究認(rèn)識的不斷深入、國家經(jīng)濟(jì)實力和基礎(chǔ)研究水平的不斷提高，學(xué)科的自主發(fā)展也逐漸成為可能，這也為原子分子物理與光物理的交叉融合提供了更為廣闊的發(fā)展空間.可以這樣說，二十世紀(jì)的后20年也是我國AMO物理學(xué)研究逐步走上正軌的20年.在這20年里，我國科學(xué)家為追趕國際先進(jìn)水平砥礪前行，在強(qiáng)場與原子分子相互作用、交叉分子束實驗、X-射線及高分辨激光光譜、慣性約束聚變等方面都取得了顯著的成就，得到了國際同行的認(rèn)可[31]，較好地實現(xiàn)了與國際學(xué)術(shù)界的接軌，并促進(jìn)了當(dāng)代科技、國防、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民物質(zhì)水平的提高.

本世紀(jì)到目前為止的近20年也是我國AMO物理學(xué)發(fā)展一個新的高峰期.在國家科技創(chuàng)新戰(zhàn)略的引領(lǐng)下，我國的科研人員經(jīng)過多年的努力，在量子信息、光學(xué)、材料科學(xué)等研究方面取得了舉世矚目的成就，一批新的研究成果也獲得了近幾年的國家自然科學(xué)一等獎.比如中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的潘建偉院士研究團(tuán)隊在量子通信和量子計算等多個方向上取得了世界領(lǐng)先的科研成果，其項目“多光子糾纏和干涉度量學(xué)”獲得了2015年度國家自然科學(xué)一等獎[32].2016年，該團(tuán)隊承擔(dān)研制的世界首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星發(fā)射升空，實現(xiàn)了世界首個星地間的量子保密通信和量子隱形傳態(tài)(圖4)[33].2017年的國家自然科學(xué)一等獎頒給了香港科技大學(xué)的唐本忠研究團(tuán)隊，以表彰他們在聚集誘導(dǎo)發(fā)光(AIE)研究方面所做出的貢獻(xiàn)[34].他們在研究中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)紫光燈照射后的六苯基噻咯有機(jī)分子在分散狀態(tài)下，激發(fā)態(tài)的能量可以通過分子內(nèi)苯環(huán)轉(zhuǎn)動的機(jī)械運(yùn)動方式消耗掉，無需通過輻射方式消耗，因此不需要發(fā)光.但當(dāng)這些分子聚集起來時，分子間錯落堆架，螺旋槳得不到足夠空間而使運(yùn)動受限，能量就需要通過輻射途徑消耗，因此越聚集越發(fā)光.這種AIE材料在光電器件、化學(xué)傳感、生物檢測和成像診療等領(lǐng)域都具備極其優(yōu)異的性能.2018年的國家自然科學(xué)一等獎則是授予了國際上首次實現(xiàn)“量子反?；魻栃?yīng)”的薛其坤研究團(tuán)隊.人們早就知道了量子霍爾效應(yīng)，但它的產(chǎn)生需要非常強(qiáng)的磁場.而量子反?；魻栃?yīng)不需要任何外加磁場就可以實現(xiàn)量子霍爾態(tài).為了實現(xiàn)量子反?；魻栃?yīng)，科學(xué)家們付出了巨大的努力.2008年美國斯坦福大學(xué)張首晟教授指出了在磁性摻雜的拓?fù)浣^緣體中實現(xiàn)量子反?；魻栃?yīng)的新方向，之后世界一流的研究組沿著這個思路在實驗上尋找量子反?；魻栃?yīng)，但一直沒有取得突破.2013年，薛其坤研究團(tuán)隊利用分子束外延方法，生長出了高質(zhì)量的Cr摻雜(Bi,Sb)2Te3拓?fù)浣^緣體磁性薄膜，并在極低溫輸運(yùn)測量裝置上成功觀測到了量子反?；魻栃?yīng)[35].該成果在美國《Science》雜志發(fā)表后，引起國際學(xué)術(shù)界的震動，著名物理學(xué)家楊振寧稱其為“諾貝爾獎級的物理學(xué)論文”.其成果將推動新一代低能耗晶體管和電子學(xué)器件的發(fā)展，可能加速推進(jìn)信息技術(shù)革命進(jìn)程.

圖4 基于量子糾纏的量子隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生示意圖

超強(qiáng)超短脈沖激光是激光科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域的重要前沿，中國科學(xué)家在這一領(lǐng)域基本保持了與國際前沿同步的發(fā)展勢頭，在某些研究上獲得了處于國際領(lǐng)先水平的成果[31]，在超強(qiáng)超短脈沖應(yīng)用于強(qiáng)場原子和分子高次諧波、電子動力學(xué)測量、阿秒X射線相干輻射產(chǎn)生、激光尾波場高能電子加速等研究方面也取得了一些標(biāo)志性的創(chuàng)新成果，獲得2018年中國光學(xué)科技獎一等獎的項目“飛秒激光與原子分子作用的電離機(jī)制及相干控制”就是這些成果的代表之一[36].在精密光譜的實驗研究方面，由中國科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所高克林領(lǐng)導(dǎo)的囚禁離子研究組，在單離子光頻標(biāo)單元技術(shù)攻關(guān)、高精度光頻標(biāo)的實現(xiàn)和基于光頻標(biāo)進(jìn)行相關(guān)精密測量物理等方面取得了一系列創(chuàng)新性研究成果.他們通過對囚禁離子動力學(xué)、光頻躍遷探測所用的超窄線寬激光器以及原子與環(huán)境外場相互作用的細(xì)致研究，實現(xiàn)了單離子的長期穩(wěn)定囚禁和鈣離子光頻標(biāo)的頻率鎖定，成功研制出了國內(nèi)首臺基于單個囚禁冷卻鈣離子的光頻標(biāo)(圖5)[37]，相關(guān)專家高度評價“該成果達(dá)到國際先進(jìn)水平”.在利用高分辨率交叉分子束裝置對量子反應(yīng)散射動力學(xué)進(jìn)行的理論和實驗研究方面，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)和大連化學(xué)物理研究所也做出了突出的工作，他們采用新研制的交叉分子束分子散射實驗裝置，通過將離子速度成像技術(shù)與真空紫外+紫外雙光子閾值電離技術(shù)相結(jié)合，對一些基元化學(xué)反應(yīng)開展了高分辨的實驗研究，獲得了具有轉(zhuǎn)動量子態(tài)分辨的產(chǎn)物影像，實現(xiàn)了對反應(yīng)產(chǎn)物質(zhì)心散射角度的高分辨探測[38]，相關(guān)研究也走在了世界前列.在超冷分子的光締合及碰撞反應(yīng)研究方面，國內(nèi)一些科研單位也做出了突出成績.比如山西大學(xué)賈鎖堂研究團(tuán)隊基于Feshbach共振增強(qiáng)的光締合效應(yīng)，研究了超冷堿金屬原子在d波Feshbach共振附近的光締合,并獲得了Feshbach共振光締合光譜,建立了原子-分子系統(tǒng)中由磁光量子干涉形成的Fano共振理論，為其它分子的光締合奠定了一定的理論和實驗基礎(chǔ)[39,40]；中國科技大學(xué)的潘建偉研究團(tuán)隊從溫度為幾百納開的超冷鈉和鉀原子混合氣出發(fā)，在制備出處于不同超精細(xì)態(tài)的鈉鉀振轉(zhuǎn)基態(tài)分子后，與處于不同內(nèi)態(tài)的鉀原子相混合，通過磁場來精準(zhǔn)調(diào)控原子分子散射態(tài)和三體束縛態(tài)的能量差，成功地在分子損失譜上觀測到了超低溫下鈉鉀基態(tài)分子和鉀原子間的一系列散射共振峰[41].從某種意義上說，這方面的工作改變了超冷分子和超冷物理化學(xué)的游戲規(guī)則，是當(dāng)前原子分子物理學(xué)研究的亮點，對于量子器件的設(shè)計(圖6)及量子信息、量子計算和精密光譜學(xué)的研究具有非常重要的意義[42,43].這些成果的獲得不僅奠定了我國在相關(guān)研究領(lǐng)域應(yīng)有的國際領(lǐng)先地位，而且為我國AMO物理學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展提供了理論和技術(shù)保障，同時也為我國的國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展提供了巨大推動力.

為支持和鼓勵我國的科技工作者在AMO物理學(xué)研究方面繼續(xù)保持強(qiáng)勁的動力，科技部和國家自然科學(xué)基金委(現(xiàn)歸科技部管理)每年都在數(shù)理學(xué)部和信息學(xué)部資助或重點資助一些相關(guān)的科研項目[44]，強(qiáng)調(diào)要“重視激光與原子分子相互作用等問題的研究”、“加強(qiáng)量子頻標(biāo)、量子計算、量子信息和原子分子精密譜、精密測量物理與方法等方面的物理探索”、“強(qiáng)化高分辨與高靈敏激光光譜學(xué)、冷原子分子及其與光場的相互作用”；優(yōu)先資助“高性能光源、新型傳感材料器件與技術(shù)、微納光電器件與技術(shù)、量子光學(xué)和量子器件、寬禁帶半導(dǎo)體材料與器件、生物醫(yī)學(xué)光學(xué)、環(huán)境與海洋光學(xué)等方面的研究”，等等.這里列舉的僅是一些AMO物理學(xué)交叉融合的研究項目.除此之外，教育部和其他部委及地方政府、各高校(科研單位)也為一些學(xué)科的發(fā)展建立了相應(yīng)的資助體系，基本形成了以國家重大需求為主的“大科學(xué)”項目和以鼓勵自由探索為主的“小科學(xué)”項目分離的雙層結(jié)構(gòu).這種制度設(shè)計是我國國情的反映,同時也是國家和學(xué)術(shù)互動的結(jié)果.事實上，正是得益于科技部、國家自然科學(xué)基金委員會、教育部和其他部委及地方政府等的大力資助，改革開放以來，特別是最近20年來，我國的科技事業(yè)才呈現(xiàn)出科技創(chuàng)新能力提高、科技人力資源雄厚、科技資金來源多元化、民生科技產(chǎn)業(yè)興起等突飛猛進(jìn)的態(tài)勢[45]，從而奠定了我國在國際上科技大國的地位，也才造就了上述那些AMO物理學(xué)研究中世人矚目的科技成果.

圖5 魔幻波長測量裝置示意圖(DL:二極管激光；AOM：聲光調(diào)制器；PD：光二極管；PBS：偏光分束器)[37]

來自于各層面的經(jīng)費(fèi)資助不僅為AMO物理學(xué)自身的發(fā)展提供了保障，也為各相關(guān)學(xué)科的交流提供了條件，這也正是一門交叉學(xué)科所必需的.多年來，廣大AMO物理學(xué)研究人員非常關(guān)注學(xué)科的滲透，并利用各種機(jī)會了解相關(guān)領(lǐng)域的研究進(jìn)展.為增強(qiáng)國內(nèi)AMO物理學(xué)研究領(lǐng)域青年科學(xué)家之間的交流與合作，激發(fā)青年學(xué)者的創(chuàng)新性，培養(yǎng)高素質(zhì)的青年科研隊伍，自2011年起，由國家自然科學(xué)基金委員會物理科學(xué)一處發(fā)起的全國AMO青年科學(xué)家論壇連續(xù)七年分別在北京計算科學(xué)研究中心、中國科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所、華東師范大學(xué)、山西大學(xué)、中國科學(xué)院物理所、中國科技大學(xué)和吉林大學(xué)舉辦.本論壇面向該領(lǐng)域最優(yōu)秀的 40 歲以下青年學(xué)者，每屆都吸引接近70多位原子分子物理、光學(xué)等方向上活躍在科研工作一線的青年科學(xué)家參加.華東師范大學(xué)精密光譜學(xué)國家重點實驗室在原子、分子和光物理研究方面具有獨特的優(yōu)勢，每年都吸引著不少國內(nèi)外學(xué)者來此交流[46].2016年5月，以上海紐約大學(xué)牽頭，紐約大學(xué)與華東西范大學(xué)聯(lián)合召開了一次原子分子和光物理前沿發(fā)展國際研討會，該研討會邀請了國內(nèi)外從事AMO物理學(xué)研究的知名專家，分享了AMO物理學(xué)研究領(lǐng)域的最新研究成果，增進(jìn)了一流學(xué)者與專家之間的交流，同時也增強(qiáng)了不同研究方向的交叉融合.從2016年開始，由中國科學(xué)院大學(xué)、九院九所、武漢物理與數(shù)學(xué)研究所、山西大學(xué)、山西師范大學(xué)、山東師范大學(xué)、西華大學(xué)等單位牽頭，分別在山西大學(xué)、北京應(yīng)用物理研究所、陜西師范大學(xué)、綿陽九院等四個單位召開了四次由國內(nèi)幾個牽頭單位的代表參加的原子分子光物理學(xué)術(shù)研討會.參會規(guī)模由第一屆的15人擴(kuò)大到2018年第四屆的150多人.該研討會的舉辦為相關(guān)科研單位的AMO物理學(xué)科研交流提供了很好的平臺，促進(jìn)了原子、分子和光物理研究領(lǐng)域的發(fā)展.特別是對于一個交叉學(xué)科來說，這種交流對于科技創(chuàng)新發(fā)展顯得更為重要！

3 結(jié) 語

當(dāng)前，以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為標(biāo)志的信息技術(shù)革命正深刻改變著當(dāng)今世界的戰(zhàn)略格局，深刻影響著人類生產(chǎn)和生活方式乃至思維方式.在這個大背景下，我國的AMO物理學(xué)研究也面臨著一些挑戰(zhàn).具體表現(xiàn)在以激光技術(shù)的發(fā)展為代表的實驗技術(shù)的進(jìn)步伴隨著新的實驗現(xiàn)象的產(chǎn)生，迫切需要更加完善的理論進(jìn)行相應(yīng)解釋[47]；在能源開發(fā)和材料設(shè)計等方面，不少新概念和新思想更需要有相應(yīng)的實驗去驗證或?qū)崿F(xiàn)[48,49]，這樣才能在國際上的新高技術(shù)領(lǐng)域占領(lǐng)制高點；由于學(xué)科交叉及研究領(lǐng)域劃分的局限性，某些本已解決的問題應(yīng)及時交流或共享，以避免其成為相關(guān)領(lǐng)域繼續(xù)深入研究的障礙[50]，等.總之，作為一個相互融合的研究領(lǐng)域，只有相互借鑒原子分子物理和光物理的最新研究成果，AMO物理學(xué)才能保持其活力.從這個意義上講，AMO物理學(xué)研究如何與時俱進(jìn)，是擺在每一個物理人面前的一個重要課題.

令廣大科研人員倍感幸運(yùn)的是，我們正處在世界科技革命迅猛發(fā)展的歷史時期，同時也趕上了國家高度重視科技創(chuàng)新的好時代，從事原子分子物理與光物理等基礎(chǔ)學(xué)科研究的人們也有了更加寬闊的工作平臺，而原子分子物理與光物理的深入交叉融合無疑會為科技創(chuàng)新注入新的活力.為了更好地促進(jìn)AMO物理學(xué)的融合發(fā)展，我國從事AMO物理學(xué)研究的專家學(xué)者都在時刻跟蹤國際前沿，密切關(guān)注AMO物理學(xué)發(fā)展的熱點問題并為問題解決付出了艱辛的努力，以期利用原子分子物理與光物理的思維碰撞產(chǎn)生新異的火花，力爭有更多的創(chuàng)新成果出現(xiàn)，促進(jìn)我國AMO物理學(xué)研究的進(jìn)一步發(fā)展，從而為我國的國防和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn).