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

Гремучие змеи попили воды с тел сородичей Гремучие змеи попили воды с тел сородичей

Герпетологи изучили, как зеленые гремучники собирают дождевую воду

N+1
6 Изобретений Золотого века, которые изменили мир 6 Изобретений Золотого века, которые изменили мир

Без этих изобретений Золотого века наш мир был бы совсем другим

ТехИнсайдер
Базальтовые бусины в невесомости подтвердили вклад трибоэлектричества в формирование планет Базальтовые бусины в невесомости подтвердили вклад трибоэлектричества в формирование планет

Зачем ученые отправили в суборбитальный полет кучку базальтовых бусин

N+1
Гид по косметологии: что делать в 20, 30, 40 и 50 лет Гид по косметологии: что делать в 20, 30, 40 и 50 лет

Зачем ходить к косметологу, если все устраивает и жалоб нет?

Psychologies
Как психологическое состояние влияет на сексуальную жизнь Как психологическое состояние влияет на сексуальную жизнь

Половая жизнь — это не только физиология, но и сложный эмоциональный процесс

Правила жизни
«16 эссе об истории искусства». Как описывать и анализировать предметы искусства и культуры «16 эссе об истории искусства». Как описывать и анализировать предметы искусства и культуры

Глава из «16 эссе об истории искусства» — как маски стали музейными экспонатами

N+1
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
Этих слов нет в русском языке, но мы почему-то их произносим. А вы знали? Этих слов нет в русском языке, но мы почему-то их произносим. А вы знали?

Проверим, кто все это время говорил неправильно?

ТехИнсайдер
Ангел смерти: история медсестры Дженин Джонс, которая убивала детей, чтобы ее похвалили Ангел смерти: история медсестры Дженин Джонс, которая убивала детей, чтобы ее похвалили

С детьми происходило странное: одни переставали дышать, другие конвульсировали

VOICE
Как отпустить человека, которого любишь: 4 шага Как отпустить человека, которого любишь: 4 шага

Как отпустить любовь и сохранить себя

Psychologies
МРТ-сканер в виде пиратской шхуны: как геймификация помогает в работе и жизни МРТ-сканер в виде пиратской шхуны: как геймификация помогает в работе и жизни

Как игры помогают добиваться целей в работе и в жизни?

Forbes
Кто умнее: кошки или собаки? Кто умнее: кошки или собаки?

Учение измерили когнитивные способности кошек и собак

Maxim
Несовместимая пара: как быть, если ты и твой мужчина слишком разные люди Несовместимая пара: как быть, если ты и твой мужчина слишком разные люди

Как построить счастливые отношения, если вы очевидно не подходите друг другу

VOICE
Кролики и все, что о них следует знать владельцам: привычки, диета и другие факты Кролики и все, что о них следует знать владельцам: привычки, диета и другие факты

Кролики — социальные животные, о которых вы мало знаете

ТехИнсайдер
Можно ли удлинить ногтевое ложе? Да! Рассказываем, как это сделать Можно ли удлинить ногтевое ложе? Да! Рассказываем, как это сделать

Что делать, если природа не подарила тебе изящные ногти?

VOICE
Райская ягода жаркого лета: выбираем самый сладкий арбуз Райская ягода жаркого лета: выбираем самый сладкий арбуз

Давайте раз и навсегда запомним, как выбрать самый спелый и сладкий арбуз.

ТехИнсайдер
Пролегомены к «философии нового порядка» Пролегомены к «философии нового порядка»

Книгу «Преображение гуманизма» должен был бы написать философ, но написал физик

Эксперт
Рагим Джафаров: «Марк и Эзра. 2.0». Отрывок из романа Рагим Джафаров: «Марк и Эзра. 2.0». Отрывок из романа

Отрывок из фантастического и остросюжетного романа «Марк и Эзра. 2.0»

СНОБ
Рипофобия: когда стремление к чистоте превращается в одержимость Рипофобия: когда стремление к чистоте превращается в одержимость

Что такое рипофобия и как с ней справиться?

Psychologies
Деплатформинг структур. Почему кристаллохимикам все труднее доверять друг другу Деплатформинг структур. Почему кристаллохимикам все труднее доверять друг другу

Почему кристаллохимикам все труднее доверять друг другу

N+1
Как справиться с источниками негатива в нашей жизни: 3 совета Как справиться с источниками негатива в нашей жизни: 3 совета

Как найти источники негативного влияния и нейтрализовать их?

Psychologies
Как рэпер 50 Сent помог продавать воду дорого и заработал на этом $100 млн Как рэпер 50 Сent помог продавать воду дорого и заработал на этом $100 млн

Отрывок из книги «Hustle Harder, Hustle Smarter» о жизни 50 Сent

Forbes
Андрей Соколов: Андрей Соколов:

Все, что ты делаешь, все равно делаешь о себе в той или иной степени

Караван историй
Рождественское озарение: как Маргарет Штайфф придумала плюшевых мишек Тедди Рождественское озарение: как Маргарет Штайфф придумала плюшевых мишек Тедди

Мир никогда бы не узнал о медвежонке Тедди, не прояви упорство Маргарет Штайфф

Forbes
Кто придумал знаменитые советские конструкторы: ты удивишься, когда узнаешь! Кто придумал знаменитые советские конструкторы: ты удивишься, когда узнаешь!

Все, кто родился в СССР, помнят этот популярный конструктор. Но кто его создал?

VOICE
Технологии в помощь здоровому сну: современные и необычные гаджеты для повышения качества сна Технологии в помощь здоровому сну: современные и необычные гаджеты для повышения качества сна

Среди специалистов по сну активно обсуждается вред для сна от гаджетов

ТехИнсайдер
Ученые: некоторые виды стресса могут улучшить работу мозга и снизить риск психических заболеваний Ученые: некоторые виды стресса могут улучшить работу мозга и снизить риск психических заболеваний

Стресс может быть полезен для мозга и вашего будущего

Inc.
Стрит-арт, яхтинг, сиг: что смотреть и пробовать в Нижнем Новгороде Стрит-арт, яхтинг, сиг: что смотреть и пробовать в Нижнем Новгороде

Нижний Новгород — один из центров отечественного гастротуризма

РБК
Калорийность рациона: зачем нужны белки и жиры Калорийность рациона: зачем нужны белки и жиры

Чем определяется калорийность рациона?

РБК
10 фактов о водке, которые ты скорее всего не знал 10 фактов о водке, которые ты скорее всего не знал

Думаешь, знаешь о водке все? Спорим на бутылку коньяка, что нет?

Maxim
Открыть в приложении