科学中的量子之战：以下三场辩论

2020年7月，来自34个不同国家的300名研究人员参加了CECAM虚拟研讨会“量子科学之战”。环保署在今次的小组深入讨论中，提出三份社区文件。

激光技术的新进展推动了法学领域的发展。研究始于对三个特定过程的研究。首先，“阈上电离”（ATI），描述电离超过所需光子数的原子。其次，“高次谐波产生”（HHG）发生在目标被强激光脉冲照射时，导致其作为非线性响应发射高频谐波。最后，当激光场在多电子系统中诱导相关动力学时，就会发生“激光诱导非连续双电离”（NSDI）。

利用强大的超短激光脉冲，研究人员现在可以研究这些过程如何在10-18秒的时间尺度上展开。这为研究原子内电子的运动、分子内电荷的动力学以及激光脉冲内电场的振荡等现象提供了机会。

今天，许多理论方法被用来研究阿秒物理。在这种情况下，出现了两种截然相反的观点：“分析”方法，即使用物理过程的适当近似来研究系统；“从头算”方法，将系统分解为其基本部分，然后使用基础物理学进行分析。

第一篇量子战争论文以ATI、HHG和NSDI为案例研究，通过两位假设理论家之间的对话来探讨这种紧张关系，每一位理论家都代表了研讨会讨论小组表达的观点。这项研究调查了三个主要问题：与这两种方法的范围和性质有关，它们的相对优势和劣势，以及迄今为止它们在科学发现中的互补作用。

阿托科学界的另一个紧张来源与量子隧穿有关，它描述了量子粒子如何直接穿过能垒。在这里，长期存在的争论是隧道是瞬间发生的，还是需要一段时间；如果是，多少钱。

第二篇论文通过分析专家组的观点，讨论了隧道实验的物理观测结果，以此来跟踪这场辩论；评估隧道时间的理论方法；以及隧道本身的性质。这项研究旨在解释为什么如此多的方法得出不同的结论，因为缺乏任何普遍认同的隧道定义。

物质的类波性质是量子力学中的另一个关键概念。在阿秒时间尺度上，强激光场可以用来利用电子物质波之间的干涉。这使得研究人员能够创建具有亚原子分辨率的图像，同时保持捕获超短时间尺度上发生的动态的能力。

最后一篇“战斗”论文探讨了关于这种技术很少被问到的几个问题。特别是，它探索了物质波在HHG中的作用之间的物理差异，可用于扩展成像能力；以及用来产生电子物质波包的ATI。

量子战争研讨会监督了不同参与者之间的各种生动、高度互动的辩论：从领先的研究人员到刚刚开始职业生涯的人。在许多情况下，讨论澄清了法学界存在的紧张问题。社区和公众认为这种形式特别具有创新性，他们可以通过专门的社交媒体平台关注讨论。一位与会者甚至将量子战争称为“新鲜空气的呼吸”。

量子战争促进了这样一种观点，即虽然最初的发现可能来自一个特定的视角，但当许多不同视角的代表相互协作时，科学进步就会发生。一个直接的成果是“AttoFridays”在线研讨会系列，该系列源自研讨会的成功。量子战和《星期五》以其新鲜开放的方式，将导致跨机构、科学和国家边界的更有效和建设性的讨论。