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

Робопчелу научили садиться по-комарьи Робопчелу научили садиться по-комарьи

Инженеры разработали шасси для миниатюрного орнитоптера RoboBee

N+1
Потерянного колумбийского колибри-саблекрыла переоткрыли спустя 12 лет Потерянного колумбийского колибри-саблекрыла переоткрыли спустя 12 лет

Орнитолог-любитель нашел потерянного колумбийского колибри

N+1
Нейроиммунная регуляция страха оказалась чувствительна к действию психоделиков Нейроиммунная регуляция страха оказалась чувствительна к действию психоделиков

Ученые обнаружили в мозге мышей нейроиммунную сеть, отвечающую за чувство страха

N+1
Как переоформить автомобиль разными способами Как переоформить автомобиль разными способами

Переоформление автомобиля: нормы закона и нюансы

РБК
История человеческого тела История человеческого тела

Эволюция, здоровье и болезни

kiozk originals
М или Ж? Как раз и навсегда запомнить род слова М или Ж? Как раз и навсегда запомнить род слова

Тюль — мужской род или женский?

ТехИнсайдер
Луна образовалась в результате столкновения Земли с неизвестной планетой: новые доказательства старой теории Луна образовалась в результате столкновения Земли с неизвестной планетой: новые доказательства старой теории

Следы газов в недрах лунной породы принадлежат только сформировавшейся Земле

ТехИнсайдер
Гонки с Чикатило: история Александра Пичушкина, который мечтал стать самым известным маньяком в СССР Гонки с Чикатило: история Александра Пичушкина, который мечтал стать самым известным маньяком в СССР

Битцевский маньяк собирался довести число своих жертв до 64

VOICE
Сосредоточьтесь на чем-то одном: как многозадачность вредит нашему здоровью и отношениям Сосредоточьтесь на чем-то одном: как многозадачность вредит нашему здоровью и отношениям

Многозадачность на самом деле снижает нашу общую продуктивность

Psychologies
От Голды Меир до Индиры Ганди: как женщины становились премьер-министрами От Голды Меир до Индиры Ганди: как женщины становились премьер-министрами

Женщины, которые, несмотря на трудности, реализовали свои политические амбиции

Forbes
Плоды осени: самые полезные ягоды, овощи и фрукты Плоды осени: самые полезные ягоды, овощи и фрукты

Осенний урожай очень богат и разнообразен

ТехИнсайдер
Здоровое тело: 10 привычек стройных людей, о которых всегда нужно помнить Здоровое тело: 10 привычек стройных людей, о которых всегда нужно помнить

Стройность — это образ жизни! И ему вполне можно научиться

ТехИнсайдер
Эффективные способы укрепить ногти в домашних условиях Эффективные способы укрепить ногти в домашних условиях

На красоту и здоровье ногтей влияет множество факторов

VOICE
От чего стоит отказаться при повышенном сахаре в крови: 9 опасных продуктов, о которых должен знать каждый От чего стоит отказаться при повышенном сахаре в крови: 9 опасных продуктов, о которых должен знать каждый

От эти продуктов лучше отказаться — на время или навсегда

ТехИнсайдер
Истощение эго: почему мы устаем от принятия решений Истощение эго: почему мы устаем от принятия решений

Как мы принимаем решения и почему от этого так сильно устаем?

Psychologies
Впервые на русском — роман Джойс Кэрол Оутс «Ночь, сон, смерть и звезды» Впервые на русском — роман Джойс Кэрол Оутс «Ночь, сон, смерть и звезды»

Отрывок из новой семейной саги современного классика Джойс Кэрол Оутс

СНОБ
Кристина Асмус: «Я суперзакрытый человек» Кристина Асмус: «Я суперзакрытый человек»

Кристина Асмус — о материнстве и желтых сплетнях

Лиза
Как  наш мозг формирует сигнал: «Бояться!» Как  наш мозг формирует сигнал: «Бояться!»

Страх — одно из важнейших для выживания чувств. Но надо уметь им управлять

ТехИнсайдер
Мини-биржа: как сервис выходцев из «Сбера» стал игроком №2 на рынке краудлендинга Мини-биржа: как сервис выходцев из «Сбера» стал игроком №2 на рынке краудлендинга

Cервис JetLend: как он увеличил свои показатели в три раза?

Forbes
Форсаж американского истребителя F-15: диски Маха в небесах Форсаж американского истребителя F-15: диски Маха в небесах

Как из турбореактивных двигателей истребителя F-15 Eagle выходят диски Маха

ТехИнсайдер
О чем на самом деле думают мужчины? Разбираемся, стоит ли это угадывать О чем на самом деле думают мужчины? Разбираемся, стоит ли это угадывать

Что ОН хотел этим сказать, о чем ОН думает, почему ОН так поступил

VOICE
Как оживить орхидею за пять простых шагов Как оживить орхидею за пять простых шагов

Орхидеи в целом неприхотливы, однако они тоже могут заболеть

ТехИнсайдер
«Я не знаю, как перестать качаться на этих эмоциональных качелях»: три истории мужского абьюза «Я не знаю, как перестать качаться на этих эмоциональных качелях»: три истории мужского абьюза

Делимся историями женщин, ставших жертвами или свидетельницами мужского абьюза

Psychologies
«Хотел попробовать девственность»: история маньяка Романа Бурцева, который охотился на девочек «Хотел попробовать девственность»: история маньяка Романа Бурцева, который охотился на девочек

Роман Бурцев — самый яркий маньяк 90-х

VOICE
Мощный мотор и странные подножки. Тест-драйв Exeed TXL Sport Edition Мощный мотор и странные подножки. Тест-драйв Exeed TXL Sport Edition

Оправдывает ли Exeed TXL с новым турбомотором такое громкое заявление?

РБК
Стесняюсь спросить: почему женщинам бывает тяжело достичь оргазма с партнером? Стесняюсь спросить: почему женщинам бывает тяжело достичь оргазма с партнером?

Что делать, если оргазм не наступает без подручных средств?

Правила жизни
«Баба-Яга в каком-то смысле феминистка»: что русские сказки говорят нам о женщинах «Баба-Яга в каком-то смысле феминистка»: что русские сказки говорят нам о женщинах

Варвара Добровольская — о переосмыслении русских сказок

Forbes
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
Японский «кроссворд» Даллеса Японский «кроссворд» Даллеса

Вторая мировая война завершилась на борту американского линкора «Миссури»

Дилетант
Как актриса Нишель Николс и сериал «Стартрек» помогли движению за гражданские права в США Как актриса Нишель Николс и сериал «Стартрек» помогли движению за гражданские права в США

Как роль Нишель Николс в космической франшизе повлияла на права женщин в США

СНОБ
Открыть в приложении