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

Челюсть из Сварткранса указала на потенциально новый вид парантропов Челюсть из Сварткранса указала на потенциально новый вид парантропов

Ученые повторно исследовали нижнюю челюсть SK-15, которую нашли в 1949 году

N+1
«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
Богатую микофлору носа связали с повышенным риском астмы и аллергического ринита Богатую микофлору носа связали с повышенным риском астмы и аллергического ринита

Богатая микофлора носа повышает вероятность развития аллергии и  астмы

N+1
Давай голосом. Вспоминаем историю Siri — голосового помощника, который опередил Google, продался Apple и изменил жизни миллионов Давай голосом. Вспоминаем историю Siri — голосового помощника, который опередил Google, продался Apple и изменил жизни миллионов

Отрывок из книги «Harvard Business Review: 10 лучших статей»

Inc.
4 простых способа узнать человека по-настоящему 4 простых способа узнать человека по-настоящему

Как узнать человека быстро и без тестов от спецслужб?

Psychologies
Почему вы просыпаетесь уставшим: 8 причин Почему вы просыпаетесь уставшим: 8 причин

Многие люди часто не просто не высыпаются, а встают разбитыми и уставшими

ТехИнсайдер
«Боли больше нет»: каким показан грядущий мир в триллере «Преступления будущего» «Боли больше нет»: каким показан грядущий мир в триллере «Преступления будущего»

«Преступления будущего» — триллер о безрадостном будущем человечества

Forbes
Игорь Мухин — о кинематографичности городов, деньгах и документальности Игорь Мухин — о кинематографичности городов, деньгах и документальности

Фотограф Игорь Мухин — о городах и их людях, агрессии и факторах случайности

РБК
Запах псины, водка и другие вещи, которые берутся вовсе не оттуда, откуда все думают Запах псины, водка и другие вещи, которые берутся вовсе не оттуда, откуда все думают

Надеемся, тебе всегда было интересно, откуда на самом деле берутся водка и нефть

Maxim
Абонемент или абонент? Отличие или различие? 10 сложных паронимов, в которых старшеклассники всегда ошибаются на ЕГЭ Абонемент или абонент? Отличие или различие? 10 сложных паронимов, в которых старшеклассники всегда ошибаются на ЕГЭ

Случаи, в которых ошибаются даже отличники по русскому языку

ТехИнсайдер
9 причин, почему современные автомобили хуже тех, что выпускали в 90-е и 2000-е 9 причин, почему современные автомобили хуже тех, что выпускали в 90-е и 2000-е

За плюсы современных машин мы заплатили сторицей

Maxim
Недалеко от Багамских островов нашли обломки испанского галеона с сокровищами Недалеко от Багамских островов нашли обломки испанского галеона с сокровищами

Исследовано место крушения испанского галеона, затонувшего больше 350 лет назад

N+1
Папины принцессы: чем живут и как выглядят скрытные дочери мировых политиков Папины принцессы: чем живут и как выглядят скрытные дочери мировых политиков

Теперь в башнях прячут наследниц современных политиков

VOICE
Кукла Маша, кукла Даша: 10 культовых игрушек из советского детства Кукла Маша, кукла Даша: 10 культовых игрушек из советского детства

Куклы-пупсы, неваляшки и другие неизменные атрибуты советского детства

Правила жизни
Бескровная дуэль, катание на костях и другие забытые виды спорта: отрывок из книги Бескровная дуэль, катание на костях и другие забытые виды спорта: отрывок из книги

Отрывок из книги Эдварда Брука-Хитчинга — о том, как наши предки проводили досуг

СНОБ
Чем отмыть зеленку в домашних условиях: любимую одежду еще можно спасти Чем отмыть зеленку в домашних условиях: любимую одежду еще можно спасти

Попробуем вывести пятно от зеленки с цветных и белых вещей в домашних условиях

ТехИнсайдер
Хлебное место Хлебное место

Экспедиция на «буханке» в деревню, которой нет

Автопилот
Токсичные отношения: почему VFX-художники называют Marvel худшим работодателем Токсичные отношения: почему VFX-художники называют Marvel худшим работодателем

Выход сериала Marvel вызвал дискуссию о токсичном отношении студии к художникам

Forbes
Почему не приходят уведомления в Android: 5 причин и способы их решения Почему не приходят уведомления в Android: 5 причин и способы их решения

Пользователи Android часто сталкиваются с отсутствием уведомлений от приложений

CHIP
«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
Смертоносные цветы куноити: кем были женщины-ниндзя в японской истории Смертоносные цветы куноити: кем были женщины-ниндзя в японской истории

Какими были куноити в Японии и почему так сложно изучать женскую историю?

Forbes
История одной песни: «Gangnam Style», PSY, 2012 История одной песни: «Gangnam Style», PSY, 2012

Летом 2012 года YouTube пережил первое в своей истории музыкальное потрясение

Maxim
От супергероев до советской драмы: какое кино поможет в воспитании детей От супергероев до советской драмы: какое кино поможет в воспитании детей

Какие фильмы лучше посмотреть вместе с детьми

Psychologies
Четыре ошибки после расставания: мнение женщин Четыре ошибки после расставания: мнение женщин

Наши героини рассказали о своем опыте расставания

Psychologies
«Я стесняюсь говорить о своих желаниях»: как преодолеть робость и получать от окружающих то, что нам нужно «Я стесняюсь говорить о своих желаниях»: как преодолеть робость и получать от окружающих то, что нам нужно

Как справиться с нерешительностью?

Psychologies
Как переоформить автомобиль разными способами Как переоформить автомобиль разными способами

Переоформление автомобиля: нормы закона и нюансы

РБК
Никогда больше: как Германия формирует нетерпимость к преступлениям прошлого Никогда больше: как Германия формирует нетерпимость к преступлениям прошлого

Наследие катастроф XX века заставляет Европу пересматривать отношение к истории

Forbes
Святые с айфонами: что общего между лидерами Кремниевой долины и шаманами Святые с айфонами: что общего между лидерами Кремниевой долины и шаманами

Зачем СЕО технологических компаний практикуют молчаливые ретрит

VC.RU
Как отпустить умершего человека: 3 совета, чтобы начать двигаться вперед Как отпустить умершего человека: 3 совета, чтобы начать двигаться вперед

Чтобы отпустить умершего, потребуется пройти через несколько стадий горевания

Psychologies
Бравые наёмники моды Бравые наёмники моды

Самый яркий и необычный костюм эпохи Возрождения

Дилетант
Открыть в приложении