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

«Научное волонтерство: Делаем науку вместе» «Научное волонтерство: Делаем науку вместе»

К каким исследованиям ученые впервые привлекли добровольцев

N+1
Вымрет ли человечество в случае ядерной зимы: ученые предсказали последствия мировой войны Вымрет ли человечество в случае ядерной зимы: ученые предсказали последствия мировой войны

Что произойдет после ядерной войны?

ТехИнсайдер
Панацея от старения или вредный миф: что ученые говорят об опасности антиоксидантов Панацея от старения или вредный миф: что ученые говорят об опасности антиоксидантов

Насколько антиоксиданты безопасны и существует ли у них будущее?

Forbes
Вместо сына: зачем афганским девочкам дают мужские имена Вместо сына: зачем афганским девочкам дают мужские имена

Бача-пош: что это за практика и как она влияет на афганок?

Forbes
Как уговорить близкого с зависимостью обратиться за помощью: 6 верных шагов Как уговорить близкого с зависимостью обратиться за помощью: 6 верных шагов

Пошаговый план действий для родственников человека с зависимостью

Psychologies
Оказалось, что вода спонтанно превращается в перекись — и с этим связана сезонность простуды и гриппа Оказалось, что вода спонтанно превращается в перекись — и с этим связана сезонность простуды и гриппа

Ученые доказали, что микрокапли воды могут превращаться в перекись сами по себе

ТехИнсайдер
Одержимость контролем и нарциссизм основательницы погубили один из самых многообещающих стартапов Азии — история Zilingo Одержимость контролем и нарциссизм основательницы погубили один из самых многообещающих стартапов Азии — история Zilingo

Как стартап-маркетплейс Zilingo взлетел и рухнул

VC.RU
«Слишком хороший сын»: мой мужчина чрезмерно заботится о матери «Слишком хороший сын»: мой мужчина чрезмерно заботится о матери

Как мужчина относится к своей матери, так он будет относиться к своей жене?

Psychologies
Знай свою норму: от чего зависит, как быстро ты пьянеешь и как плохо тебе будет наутро? Знай свою норму: от чего зависит, как быстро ты пьянеешь и как плохо тебе будет наутро?

Почему некоторых развозит сразу, а кто-то вдруг перепьет здоровых мужиков

Maxim
Рушим мифы об эндоскопическом омоложении: убедись во всем на звездных примерах! Рушим мифы об эндоскопическом омоложении: убедись во всем на звездных примерах!

Разберем популярные мифы об эндоскопическом омоложении на звездных примерах

VOICE
7 советов, которые помогут похудеть после 40 лет 7 советов, которые помогут похудеть после 40 лет

Кто сказал, что красивая фигура после 40 лет – сложно?

ТехИнсайдер
Роман Карстена Хенна «Служба доставки книг» Роман Карстена Хенна «Служба доставки книг»

Отрывок из трогательной и доброй истории «Служба доставки книг»

СНОБ
Три года в рабстве у чукчей: история советской ученой-этнографа Варвары Кузнецовой Три года в рабстве у чукчей: история советской ученой-этнографа Варвары Кузнецовой

Этнограф Варвара Кузнецова решила, что справится с путешествием на Чукотку

VOICE
Навязанные «удобства» Навязанные «удобства»

Без чего автомобиль может легко обойтись?

Автопилот
Бесплатная медицина и очередь за визой: что нужно знать при переезде в Канаду Бесплатная медицина и очередь за визой: что нужно знать при переезде в Канаду

К каким неожиданностям стоит приготовиться при переезде в Канаду?

Forbes
Возьмем себя в руки Возьмем себя в руки

Мастер-класс «эрогенной анатомии»

Psychologies
«С тех пор там обитают мертвецы»: в прокат выходит комедийный хоррор «Убойный монтаж» «С тех пор там обитают мертвецы»: в прокат выходит комедийный хоррор «Убойный монтаж»

Как автор «Убойного монтажа» препарирует реальность

Forbes
Собрание сочинений Собрание сочинений

Светлый и изящный интерьер в стиле галерейного пространства

SALON-Interior
Приступ подагры временно повысил риск инфаркта и инсульта Приступ подагры временно повысил риск инфаркта и инсульта

После приступов подагры временно повышается риск инфаркта миокарда и инсульта

N+1
«Советская Атлантида»: как сохраняют память об ушедших под воду городах «Советская Атлантида»: как сохраняют память об ушедших под воду городах

Как потомки жителей затопленных городов и деревень восстанавливают память о них

Forbes
Какие тайны выдают дома Анастасии Волочковой, Николая Баскова и Яны Рудковской о своих владельцах — рассказывает эксперт Какие тайны выдают дома Анастасии Волочковой, Николая Баскова и Яны Рудковской о своих владельцах — рассказывает эксперт

О чем говорит дизайн домов знаменитостей

Maxim
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 произвести замену двигателя и оформить ее в ПТС Как произвести замену двигателя и оформить ее в ПТС

Какие моменты нужно учесть при замене мотора?

РБК
Каких врачей нужно посещать людям старше 30 лет и почему: рекомендации терапевта Каких врачей нужно посещать людям старше 30 лет и почему: рекомендации терапевта

Каких специалистов вам следует посетить в зависимости от вашего пола и возраста?

Psychologies
В чем разница между 48- и 108-Мп камерами смартфонов, если все они делают 12-Мп снимки? В чем разница между 48- и 108-Мп камерами смартфонов, если все они делают 12-Мп снимки?

Есть ли разница в разрешении камер на смартфоне?

CHIP
Воронка истощения: что это такое и как из нее выбраться Воронка истощения: что это такое и как из нее выбраться

Вроде бы все в порядке — семья, работа. Но в то же время совсем не в порядке...

Psychologies
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
Задача-максимум: как правильно ставить перед собой цели и достигать их Задача-максимум: как правильно ставить перед собой цели и достигать их

Почему часто мы оказываемся слишком далеко от поставленных задач?

Psychologies
Кто придумал баскетбол и хоккей? Главное о популярных видах спорта Кто придумал баскетбол и хоккей? Главное о популярных видах спорта

Как появились всем известные регби, фигурное катание и гольф

ТехИнсайдер
Как быстро очистить подошву утюга от пригара: возвращаем бытовой технике прежний вид Как быстро очистить подошву утюга от пригара: возвращаем бытовой технике прежний вид

Мы знаем, как вернуть утюгу былой блеск и чистоту

ТехИнсайдер
Открыть в приложении