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

Орхидея отрастила «палец» для самоопыления Орхидея отрастила «палец» для самоопыления

Как орхидея адаптировалась к нехватке опылителей в темном подлеске

N+1
«Самое опасное звено — сам человек»: как воруют криптовалюту и можно ли ее вернуть «Самое опасное звено — сам человек»: как воруют криптовалюту и можно ли ее вернуть

Как у криптовалютных инвесторов пропадают цифровые активы

Forbes
Капуцины острова Хикарон обзавелись традицией похищать и носить на себе детенышей ревунов Капуцины острова Хикарон обзавелись традицией похищать и носить на себе детенышей ревунов

У капуцинов появилась традиция похищать и носить детенышей ревунов

N+1
Метаповерхности излучили запутанные фотоны с переменной длиной волны Метаповерхности излучили запутанные фотоны с переменной длиной волны

Тонкие метаповерхности, состоящие из массивов кремниевых нанорезонаторов

N+1
Как быстро возбудить девушку: 12 способов (гид, который стоит держать под рукой) Как быстро возбудить девушку: 12 способов (гид, который стоит держать под рукой)

Не знаете, как быстро возбудить девушку до предела? Вы по адресу!

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

«Что ты замечаешь в мужчине в первую очередь?»

Psychologies
Сияние обрушилось вниз: почему все до сих пор без ума от Мэрилин Монро Сияние обрушилось вниз: почему все до сих пор без ума от Мэрилин Монро

Почему никому не удалось ни скопировать, ни превзойти в популярности Монро

Правила жизни
Как покупать винил: для чайников и продвинутых Как покупать винил: для чайников и продвинутых

Где и как приобретать пластинки в России, как не купить ерунду?

Maxim

У Веры было много талантов, один из них — это умение дружить

Караван историй
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
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
«Я почитала аффирмации и не выздоровела»: почему не стоит слишком увлекаться психосоматикой «Я почитала аффирмации и не выздоровела»: почему не стоит слишком увлекаться психосоматикой

Роль психосоматики в последнее время явно преувеличена, и вот почему

Psychologies
Вспоминаем короткую эру ар-деко в автомобилизме с самым дорогим Bugatti всех времён Вспоминаем короткую эру ар-деко в автомобилизме с самым дорогим Bugatti всех времён

Ар-деко от Bugatti: броские формы и много хрома

ТехИнсайдер
Как выглядит и живет женщина с ногтями длиной 130 сантиметров Как выглядит и живет женщина с ногтями длиной 130 сантиметров

Диана Армстронг отращивает ноги уже 25 лет

VOICE
$1,5 млн и золотой микрофон за четыре песни: история VIP-зала «Сафиса» $1,5 млн и золотой микрофон за четыре песни: история VIP-зала «Сафиса»

Самые значимые события в истории зала «Сафиса»

Forbes
Не созданы для брака: 3 признака, что вам будет плохо в семейной жизни Не созданы для брака: 3 признака, что вам будет плохо в семейной жизни

Вдруг одиночество — идеальный вариант для вас?

Psychologies
5 книг, которые помогут пережить расставание 5 книг, которые помогут пережить расставание

Книги, которые помогут найти точки опоры после расставания

СНОБ
Веру в удачу и предсказания связали с индексом человеческого развития Веру в удачу и предсказания связали с индексом человеческого развития

Почему в одних странах в сверхъестественное верят меньше, чем в других?

N+1
Как правильно вести себя с ребенком с тяжелым заболеванием Как правильно вести себя с ребенком с тяжелым заболеванием

Есть ли разница в отношении к больному и здоровому ребенку?

Psychologies
Откуда вырос арифметический корень? Откуда вырос арифметический корень?

Попробуем разобраться в запутанной истории появления на свет знака радикала

Наука и жизнь
Почему пародия на кино категории Б «Убойный монтаж» открыла Каннский кинофестиваль Почему пародия на кино категории Б «Убойный монтаж» открыла Каннский кинофестиваль

Каким получился «Убойный монтаж» Мишеля Хазанавичуса

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

Кристина Асмус — о материнстве и желтых сплетнях

Лиза
5 вопросов про Ивана Грозного 5 вопросов про Ивана Грозного

Основанные на домыслах вопросы о жизни Ивана Грозного

Maxim
Опасные зависимости, которые при этом абсолютно легальны Опасные зависимости, которые при этом абсолютно легальны

Зависимости, которые иногда даже пропагандируются!

Maxim
«Я просто не выспался»: как сон влияет на наш характер «Я просто не выспался»: как сон влияет на наш характер

Сон меняет отношение к окружающим и желание им помогать

Psychologies
Измельчитель пищевых отходов для раковины: что это такое и зачем он нужен Измельчитель пищевых отходов для раковины: что это такое и зачем он нужен

Диспозер: измельчитель пищевых отходов, который станет частью вашей жизни

CHIP
Завтрак инков Завтрак инков

Настоящий перуанец обязательно съест воскресным утром порцию тамалеса

Вокруг света
Два в одном: спортивный болид и электрокар в концепции Porsche Taycan Два в одном: спортивный болид и электрокар в концепции Porsche Taycan

Porsche Taycan принято считать первым электромобилем немецкого концерна Porsche

ТехИнсайдер
Клеймо девочки: почему работа по дому ложится на плечи женщин Клеймо девочки: почему работа по дому ложится на плечи женщин

Отрывок из книги «Право на гнев» о разном обучении мальчиков и девочек

Forbes
«Театр — лучший психолог»: режиссер Юрий Грымов об абортах, антиутопиях и психотерапии «Театр — лучший психолог»: режиссер Юрий Грымов об абортах, антиутопиях и психотерапии

Театральный режиссер Юрий Грымов — о вечных и устаревающих текстах

Psychologies
Открыть в приложении