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

Обычный лед оказался флексоэлектрическим Обычный лед оказался флексоэлектрическим

Лед проявил сегнетоэлектрические свойства

N+1
Как записать телефонный разговор на iPhone и Android Как записать телефонный разговор на iPhone и Android

Можно ли записать телефонный разговор на современном смартфоне?

CHIP
Пластиковый мусор в гнездах стал смертельной ловушкой для аистят Пластиковый мусор в гнездах стал смертельной ловушкой для аистят

Как пластиковый мусор в гнездах вредит потомству белых аистов

N+1
Оказалось, что бактерии-коммунисты ненавидят нахлебников и сами избавляются от тех, кто не трудится на благо колонии Оказалось, что бактерии-коммунисты ненавидят нахлебников и сами избавляются от тех, кто не трудится на благо колонии

Колонии бактерий не выдерживают «бактерий-халявщиков» в своих рядах

ТехИнсайдер
Как нас обманывает Disney: чем на самом деле заканчиваются популярные детские сказки Как нас обманывает Disney: чем на самом деле заканчиваются популярные детские сказки

Почти у каждой сказки, которую вы читали в детстве, есть версия 18+...

ТехИнсайдер
Неуязвимая: как фильм-катастрофа «Одна» говорит о женской силе Неуязвимая: как фильм-катастрофа «Одна» говорит о женской силе

Как история о крушении надежд репрезентует сильную женщину

Forbes
«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
Чистим украшения в домашних условиях: вернуть блеск драгоценностям можно средствами, которые есть в каждом доме Чистим украшения в домашних условиях: вернуть блеск драгоценностям можно средствами, которые есть в каждом доме

Избавим драгоценности от темного налета и вернем металлам былой блеск

ТехИнсайдер
Везучие! При этом типе старения лица не страшен набор веса — всё равно будешь выглядеть моложе сверстниц Везучие! При этом типе старения лица не страшен набор веса — всё равно будешь выглядеть моложе сверстниц

Возрастные изменения — очень коварный процесс

VOICE
Как выбрать весы для кухни: простая инструкция Как выбрать весы для кухни: простая инструкция

Какие детали надо учесть, чтобы выбрать лучшие весы для кухни?

CHIP
Изучение иностранного языка: почему так важно выбрать учебник правильно Изучение иностранного языка: почему так важно выбрать учебник правильно

Почему не все учебники нам подходят?

Psychologies

Страхи в постели часто вообще никак не связаны с реальным положением дел

VOICE
8 способов похудеть для очень занятых людей 8 способов похудеть для очень занятых людей

Мы составили самую простую и быструю программу похудения

Psychologies
Вы точно мечтаете об электромобиле? Ваше мнение изменится, когда мы расскажем про их шины Вы точно мечтаете об электромобиле? Ваше мнение изменится, когда мы расскажем про их шины

Как быстро изнашиваются шины у электромобиля и как дорого стоит их замена

ТехИнсайдер
Экономные наши! Звезды, которым не стыдно дважды надевать одно и то же Экономные наши! Звезды, которым не стыдно дважды надевать одно и то же

Некоторые звезды без проблем носят одни и те же вещи по два, три, пять раз!

VOICE
Соловецкие «Вавилоны» Соловецкие «Вавилоны»

Соловецкие острова – туристический бренд Архангельской области

Отдых в России
Библия сексуальной революции и космические мечты: что почитать у Роберта Хайнлайна Библия сексуальной революции и космические мечты: что почитать у Роберта Хайнлайна

Знаковые романы Роберта Хайнлайна

ТехИнсайдер
Ядовитые реки, отравленные моря Ядовитые реки, отравленные моря

Катастрофы, угрожающие живым организмам, происходят довольно часто

Наука и жизнь

Иногда мир становится словно картонным...

VOICE
Когда (не) поздно начать Когда (не) поздно начать

У желаний нет возраста

Psychologies
Что должно быть в машине: 25+ необходимых вещей Что должно быть в машине: 25+ необходимых вещей

Автомобиль не склад, однако множество вещей в нем возить необходимо

РБК
Как приготовить омлет «Пуляр», фирменное блюдо Александра Богданова, бренд-шефа Cafe Claret и Marius Как приготовить омлет «Пуляр», фирменное блюдо Александра Богданова, бренд-шефа Cafe Claret и Marius

Омлет «Пуляр» настолько пышный и воздушный, что напоминает скорее десерт

Правила жизни
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
Синдром одомашнивания: отрывок из книги «Парадокс добродетели» Ричарда Рэнгема Синдром одомашнивания: отрывок из книги «Парадокс добродетели» Ричарда Рэнгема

Почему людям свойственны одновременно доброта и жестокость?

СНОБ
Почему короли и императоры веками вступали в близкородственные браки? Почему короли и императоры веками вступали в близкородственные браки?

Корона, кольцо, ваш двоюродный брат — что еще нужно для королевской свадьбы?

ТехИнсайдер
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
Рассказать о старости Рассказать о старости

Нужно ли рассказывать детям и подросткам о старости?

СНОБ
Почему болит голова? Объяснение психолога Почему болит голова? Объяснение психолога

Есть ли психологические причины у головных болей, и как их обнаружить?

Psychologies
Как оживить орхидею за пять простых шагов Как оживить орхидею за пять простых шагов

Орхидеи в целом неприхотливы, однако они тоже могут заболеть

ТехИнсайдер
Почему «тургеневская барышня» — не комплимент: многие бездумно используют это обидное словосочетание Почему «тургеневская барышня» — не комплимент: многие бездумно используют это обидное словосочетание

«Ты такая нежная и изящная — прямо-таки тургеневская девушка!»

VOICE
Открыть в приложении