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

«Белорусские мифы. От Мары и домашнего ужа до волколака и Злыдни» «Белорусские мифы. От Мары и домашнего ужа до волколака и Злыдни»

Какая нечистая сила обитает в вихре

N+1
Как правильно посадить чеснок осенью: советы для тех, кто хочет получить богатый урожай Как правильно посадить чеснок осенью: советы для тех, кто хочет получить богатый урожай

Если решили взяться за выращивание чеснока, начните готовить грядки уже сейчас

ТехИнсайдер
Аномальный эффект Холла обнаружили в трехслойном скрученном графене Аномальный эффект Холла обнаружили в трехслойном скрученном графене

Ученые обнаружили спонтанное возникновение эффекта Холла в в образце графена

N+1
Как отпустить человека, которого любишь: 4 шага Как отпустить человека, которого любишь: 4 шага

Как отпустить любовь и сохранить себя

Psychologies
Больше президенток и законов о насилии: 10 важных достижений феминисток в XXI веке Больше президенток и законов о насилии: 10 важных достижений феминисток в XXI веке

Главные достижения феминисток за последние 25 лет

Forbes
Спасти отношения с любимым человеком: 10 шагов Спасти отношения с любимым человеком: 10 шагов

Стоит ли сохранять отношения, когда они трещат по швам?

Psychologies
«Добрый доктор Нильс»: история медбрата, который сотнями убивал пациентов «Добрый доктор Нильс»: история медбрата, который сотнями убивал пациентов

Когда дежурит Нильс Хёгель, смертность пациентов резко возрастает

VOICE
Групповые процессы вместо культа индивидуализма: почему сейчас «я» меняется на «мы» Групповые процессы вместо культа индивидуализма: почему сейчас «я» меняется на «мы»

Почему вдруг важными становятся групповые процессы, а не индивидуальность?

Psychologies
10 современных фильмов о выживании 10 современных фильмов о выживании

Фильмы о том, как выжить в снегах, в самолетах и в лапах диких животных

Maxim
«Южному парку» 25 лет: что мы поняли за эти годы «Южному парку» 25 лет: что мы поняли за эти годы

«Южный парк»: можно ли его смотреть детям?

Psychologies
Почему может сломаться шаровая опора и как водителю за ней следить Почему может сломаться шаровая опора и как водителю за ней следить

Шаровая опора в подвеске не самая крупная деталь. Но от нее так много зависит!

РБК
Право матери-ехидны. Как наладить отношения с детьми, если после развода они остались с отцом Право матери-ехидны. Как наладить отношения с детьми, если после развода они остались с отцом

Как матери вести себя после развода и расставания с детьми?

СНОБ
Принцесса и драконы: 7 теорий заговора вокруг гибели Дианы Спенсер Принцесса и драконы: 7 теорий заговора вокруг гибели Дианы Спенсер

За 25 лет после гибели Дианы возникло много конспирологических теорий ее кончины

Правила жизни
Искренняя книга о жизни и надежде Александра Гулько «Райгород» Искренняя книга о жизни и надежде Александра Гулько «Райгород»

История нескольких поколений семьи Лейба Гройсмана, гениального предпринимателя

СНОБ
Дружить с бывшими — признак психопатии? Дружить с бывшими — признак психопатии?

«Мы разошлись, но остались друзьями» — знакомое выражение?

Psychologies
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
Ее зверски пытали, но маленькая героиня не сдала своих: за что немцы зверски расправились с Зоей Космодемьянской Ее зверски пытали, но маленькая героиня не сдала своих: за что немцы зверски расправились с Зоей Космодемьянской

Положение на фронте с каждым днем становилось все хуже

ТехИнсайдер
8 забавных фактов о полицейских собаках 8 забавных фактов о полицейских собаках

А ты знал, что в Штатах у собак есть офицерские звания?

Maxim
Как укоренить розу из букета в домашних условиях Как укоренить розу из букета в домашних условиях

Срезанный цветок можно укоренить в домашних условиях

ТехИнсайдер
6 деталей, которые сделают любой образ безвкусным и «дешевым»: мнение жены миллионера 6 деталей, которые сделают любой образ безвкусным и «дешевым»: мнение жены миллионера

Какие детали могут испортить самый дорогой образ?

VOICE
Помоги себе сам. Книги, которые помогут поддержать психическое здоровье «в домашних условиях» Помоги себе сам. Книги, которые помогут поддержать психическое здоровье «в домашних условиях»

Эти книги расскажут, по каким законам работает психика и тело

ТехИнсайдер
Гештальт-терапия: прикосновение к реальности Гештальт-терапия: прикосновение к реальности

Как гештальт-терапия помогает нам осознать свои желания

Psychologies
«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
«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
«Стоп-механизмы» успеха: что их запускает? «Стоп-механизмы» успеха: что их запускает?

Что мешает нам добиваться целей?

Psychologies
Нужно ли говорить ребенку, что он приемный: личный опыт читательницы и комментарий психолога Нужно ли говорить ребенку, что он приемный: личный опыт читательницы и комментарий психолога

Правильно ли беречь тайну усыновления от самого ребенка?

Psychologies
Протесты, допинг и бункер в гараже: 10 документальных фильмов о современной России Протесты, допинг и бункер в гараже: 10 документальных фильмов о современной России

Самые острые и важные документальные фильмы о России последнего времени

Forbes
Павел Деревянко: «Девчонки считают меня привлекательным» Павел Деревянко: «Девчонки считают меня привлекательным»

Главный по волейболу Паша Деревянко рассказывает про популярность и деньги

Maxim
Дочери Евы: генеалогию человечества по женской линии можно проследить до самой праматери Дочери Евы: генеалогию человечества по женской линии можно проследить до самой праматери

«Адам» и «Ева» — виртуальные точки, с которых человечество ведет родословную

ТехИнсайдер
Одиноко сидит город Одиноко сидит город

Все чаще слышны разговоры о том, что у больших городов нет будущего

Вокруг света
Открыть в приложении