Что такое осцилляция Раби и как её обнаружили физики?

N+1Наука

Физики увидели осцилляции Раби с помощью экстремального ультрафиолета

Марат Хамадеев

Saikat Nandi et al. / Nature, 2022

Европейские физики сообщили о наблюдении характерных дуплетов в спектрах электронов, выбитых из атомов гелия когерентным светом в диапазоне экстремального ультрафиолета. Полученный результат свидетельствует о возникновении в атомах осцилляций Раби. Форму и положение дуплетов удалось теоретически воспроизвести только после учета эффектов квантовой интерференции, вовлекающих дополнительные уровни в ионизацию. Исследование опубликовано в Nature.

Осцилляциями Раби называют периодическую модуляцию населенности в квантовой двухуровневой системе, на которую воздействует некоторое переменное поле с частотой, близкой к резонансу. Впервые они были теоретически обнаружены Исидорам Айзеком Раби при решении задачи о фермионах с полуцелом спином, прецессирующих в магнитном поле, однако вскоре физики поняли, что это универсальное квантовомеханическое явление, которое встречается во множестве процессов.

Главные условия их возникновения — это ярко выраженная дискретная структура энергетических уровней и когерентность падающего излучения. В первую очередь это относится к атомам и молекулам, освещаемым лазерным излучением, но феномен можно увидеть и в более экзотических системах. Например, мы рассказывали про осцилляции Раби, связанные с превращением двух атомов и одного фотона в парный поляритон и магнонов в фононы, сборкой и распадом молекул и многим другим.

Помимо фундаментальной важности, этот процесс имеет практическую пользу в качестве инструмента для квантовых манипуляций. Так, с помощью когерентного переноса населенности физики научились пленять звуком спин и решать поисковые задачи при блуждании атомов между узлами оптической решетки. Ученые стремятся перенести этот инструмент на как можно большее число физических платформ, но это получается не всегда. Например, при облучении атомов или молекул фотонами в диапазоне экстремального ультрафиолета (нанометровые длины волн) возникает богатая процессами физика, однако из-за высокой частоты такого света сложно создать источники, в которых поддерживался бы высокий уровень когерентности и повторяемости импульсов.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Астрономы отыскали кандидата в очень далекую карликовую планету на крайне широкой орбите Астрономы отыскали кандидата в очень далекую карликовую планету на крайне широкой орбите

Как обнаружили кандидата в экзотичный по свойствам транснептуновый объект

N+1
Секс и репродукция будущего: мужские контрацептивы, искусственная матка и другие ноу-хау Секс и репродукция будущего: мужские контрацептивы, искусственная матка и другие ноу-хау

Технологические прорывы в области репродукции и контрацепции

СНОБ
На Марсе будут расти дома: ученые придумали способ, который решит проблему колонизации На Марсе будут расти дома: ученые придумали способ, который решит проблему колонизации

Как строить из того, что предлагает сам Марс?

Inc.
Земля, вода, огонь и воздух: шесть книг о природных стихиях Земля, вода, огонь и воздух: шесть книг о природных стихиях

Книги, которые покажут как менялась Земля под нашим воздействием

ТехИнсайдер
Развод и утрата: как справиться с последствиями Развод и утрата: как справиться с последствиями

Как утрата влияет на наше психологическое состояние?

VOICE
Возобновляемый ресурс: как отработанное ядерное топливо может залить мир энергией Возобновляемый ресурс: как отработанное ядерное топливо может залить мир энергией

Могут ли отходы от ядерного топлива стать ценнейшей энергией?

Forbes
«Зимой дешевле снимать квартиру, чем закупать дрова»: как живут в современных коммунах «Зимой дешевле снимать квартиру, чем закупать дрова»: как живут в современных коммунах

Парижской коммуны давно нет, но другие коммуны все еще существуют

Вокруг света
Неподходящий день для пончиков: как пятницы становятся нерабочими Неподходящий день для пончиков: как пятницы становятся нерабочими

Почему пустые офисы в последний рабочий день недели стали нормой

VC.RU
9 адских ужастиков про ад 9 адских ужастиков про ад

Сам аццкий сотона одобрил бы нашу подборку хорроров!

Maxim
Почему наш стул коричневого цвета? Почему наш стул коричневого цвета?

Какают все, но почему наш стул именно коричневого цвета?

ТехИнсайдер
Режиссер Келли Райхардт — о фильме «Первая корова», внутренней кухне кино и о том, как снимать кино об Америке начала XIX века Режиссер Келли Райхардт — о фильме «Первая корова», внутренней кухне кино и о том, как снимать кино об Америке начала XIX века

Вспоминаем наше интервью с Келли Райхардт о картине «Первая корова»

Правила жизни
Бравые наёмники моды Бравые наёмники моды

Самый яркий и необычный костюм эпохи Возрождения

Дилетант
Отец объемной мультипликации: как жил и работал Владислав Старевич Отец объемной мультипликации: как жил и работал Владислав Старевич

«Этот человек обогнал всех аниматоров мира на несколько десятилетий»

Правила жизни
«Дживс и Вустер» и много олигархов: пять фильмов и сериалов о жизни богатых людей «Дживс и Вустер» и много олигархов: пять фильмов и сериалов о жизни богатых людей

Художественный и документальные фильмы о жизни олигархов

Forbes
«Муж купил другу дом, хотя у нас самих нет жилья» «Муж купил другу дом, хотя у нас самих нет жилья»

Что делать, если щедрость партнера работает не в вашу пользу?

Psychologies
Из-за глобального потепления живородящие ящерицы начали стареть до рождения Из-за глобального потепления живородящие ящерицы начали стареть до рождения

Тепловой стресс укорачивает длину теломер у матерей и их потомства

N+1
5 картин, иллюстрирующих эпоху неопределенности — время, в котором мы все живем сегодня 5 картин, иллюстрирующих эпоху неопределенности — время, в котором мы все живем сегодня

Пять художников и иллюстраторов изобразили, как представляют неопределенность

Правила жизни
Изучение иностранного языка: почему так важно выбрать учебник правильно Изучение иностранного языка: почему так важно выбрать учебник правильно

Почему не все учебники нам подходят?

Psychologies
Почему всем нравится совершенно разная еда: оказалось, проблема в генетике Почему всем нравится совершенно разная еда: оказалось, проблема в генетике

Почему одним людям нравятся брокколи и улитки, а другим нет?

ТехИнсайдер
Прима-машина Прима-машина

Что можно сделать из Largus, Granta и Niva Legend

Автопилот
Вера Васильева: Вера Васильева:

Что меня поддерживает? Может быть, это любовь к близким?

Караван историй
В арктических водах поймали рыбу с настоящим В арктических водах поймали рыбу с настоящим

Арктическая рыба с телом, очень устойчивым к низким температурам

ТехИнсайдер
«Облачно, возможны косатки». Морской биолог рассказывает, как они живут и общаются между собой «Облачно, возможны косатки». Морской биолог рассказывает, как они живут и общаются между собой

Отрывок из книги «Облачно, возможны косатки» — как косатки видят и слышат

N+1
Оказалось, что эмбрионы птиц проходят Оказалось, что эмбрионы птиц проходят

В какой-то момент эмбрионы птиц больше похожи на динозавров, чем на самих птиц

ТехИнсайдер
Что делает мужчину сексуальным: 11 возбуждающих качеств Что делает мужчину сексуальным: 11 возбуждающих качеств

«Что ты замечаешь в мужчине в первую очередь?»

Psychologies
Китайские ученые лишили мышей хромосомы. А потом еще одной Китайские ученые лишили мышей хромосомы. А потом еще одной

Ученые научились сшивать мышиные хромосомы между собой

N+1
Уровень воды в Ниле позволил египтянам подвозить камень к месту строительства пирамид Уровень воды в Ниле позволил египтянам подвозить камень к месту строительства пирамид

Как египтяне возводили пирамиды Гизы?

N+1
По законам геометрии По законам геометрии

Оригинальная кровля делает неповторимым внешний облик этого частного владения

SALON-Interior
Как вычислить плохого мастера по наращиванию ресниц: главные признаки- Как вычислить плохого мастера по наращиванию ресниц: главные признаки-

Определить плохого лашмейкера не так-то просто, однако эти "маяки" помогут

VOICE
Взрослеть не спешат: большинство россиян не ощущает себя на свой возраст Взрослеть не спешат: большинство россиян не ощущает себя на свой возраст

Больше половины 40-летних причисляют себя к молодежи

Psychologies
Открыть в приложении