«Ai sim» e «ai não» são locuções interjetivas usadas para exprimir sentimentos como o espanto.
Embora não tenhamos identificado o seu registo em verbete de dicionário, os usos identificados no Corpus do Português, de Marc Davies, apontam para a sua associação a um registo informal e sobretudo oral. Nestes registo não se usa a vírgula a separar cada uma das palavras, o que se entende porque estas funcionam como uma só palavra ao serviço da expressão de um sentimento.
Registe-se também a sua utilização, por exemplo, por Júlio Dinis:
(1) «Ai sim! Como está um homem! A última vez que o vi, era ele uma criança…» (Júlio Dinis, Uma Família Inglesa)
Disponha sempre!