三維光場照射鉀原子，生成新型電子角動量波包

兩束激光從不同方向交疊，便可以造出不只在平面內變化的光場。奧爾登堡大學研究團隊把兩束顏色不同、偏振經調控的飛秒激光脈衝組合起來，形成可調控的三維光場，再用它照射鉀原子，令原子吸收多個光子並電離。團隊報告觀察到由原子多光子電離產生的自由電子角動量波包。56

這項實驗展示了經過精細設計的三維光場，可以用來產生及觀察以研究中所用其他光場配置難以接觸的電子態。要留意，這是原子實驗的原理驗證，並非已經證明能控制分子或辨認手性分子。56

兩束激光如何形成三維光場？

激光的偏振，描述的是電場振盪的方向。研究人員調控兩束不同顏色激光的偏振，再讓它們以不同方向交會；兩束光重疊的位置，電場便能在三維空間中形成可控制的變化，而不是局限在單一平面。56

這種幾何安排為研究人員提供更多方法，去調整與鉀原子互動的光場。鉀原子吸收多個光子後會電離，釋出自由電子，研究團隊則觀察由此產生的電子角動量波包。56

實驗證明了甚麼？

研究的重點，是報告首次觀察到以三維光場進行原子多光子電離時產生的自由電子角動量波包。結果顯示，精心塑造的光場有助產生及探測使用研究中其他光場配置時無法接觸的電子態。56

不過，原子實驗與分子應用是兩回事。這次研究並沒有證明方法已能識別或分離手性分子；較準確地說，它展示了一種擴大光場控制能力的實驗途徑，日後或有助研究光與物質如何互動。56

日後有望分辨鏡像分子嗎？

手性分子有兩種互為鏡像、但不能完全重疊的形態。過往對結構化光或局部手性光的研究，已探討如何令光與這類分子的互動對其「左右手性」產生不同反應，並提出分辨或檢測不同形態的方法。1415

奧爾登堡團隊的研究，日後或可透過增加對光場的控制，為這個方向提供助力。但要把三維光場應用於手性分子，並證明它能分辨一對鏡像分子，仍有待進一步研究；鉀原子實驗本身並未做到這一步。561415