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

Химики воспроизвели межзвездный синтез всех молекул цикла Кребса Химики воспроизвели межзвездный синтез всех молекул цикла Кребса

Химики в лаборатории синтезировали весь набор карбоновых кислот из цикла Кребса

N+1
Скорость взаимодействия ридберговских кубитов приблизили к фундаментальному пределу Скорость взаимодействия ридберговских кубитов приблизили к фундаментальному пределу

Японским физикам удалось добиться обмена энергией между кубитами

N+1
Дети и шимпанзе отказались от вознаграждения ради видео с социальными взаимодействиями Дети и шимпанзе отказались от вознаграждения ради видео с социальными взаимодействиями

Дети и взрослые шимпанзе проявляют особый интерес к социальным взаимодействиям

N+1

Иногда мир становится словно картонным...

VOICE
Чистота Чистота

Почему современная одержимость гигиеной может принести больше вреда, чем пользы

kiozk originals
Музыкальная память сохраняется при деменции и может стать «мостом» к пациенту Музыкальная память сохраняется при деменции и может стать «мостом» к пациенту

Музыка всегда способна достучаться до нас

ТехИнсайдер
Должна ли феминистка платить за себя на свидании? Должна ли феминистка платить за себя на свидании?

Кто платит на свиданиях?

Psychologies
«Крылья» орхидеи-цапли оказались посадочной площадкой для бражников «Крылья» орхидеи-цапли оказались посадочной площадкой для бражников

Ботаники выяснили, зачем орхидее нужна бахрома

N+1
Дева - Отшельник, Водолей - Звезда: какая карта Таро у твоего знака зодиака? Дева - Отшельник, Водолей - Звезда: какая карта Таро у твоего знака зодиака?

Какая карта Таро связана с твоим знаком зодиака?

VOICE
«Черная птица»: зачем смотреть криминальную драму с Тэроном Эджертоном в главной роли «Черная птица»: зачем смотреть криминальную драму с Тэроном Эджертоном в главной роли

«Черная птица» — одна из лучших новинок в жанре криминальной драмы

Forbes
Как стартап россиян по выявлению NFT-подделок привлек $11 млн от инвестора Google Как стартап россиян по выявлению NFT-подделок привлек $11 млн от инвестора Google

Есть ли у стартапа Optic серьезные конкуренты и будущее?

Forbes
Портрет пейзажа Портрет пейзажа

«Дети спящего великана»: один из лучших фильмов фестиваля Doker

Weekend
Как оптимизировать Windows 11 и Windows 10 для игр: компьютер будет «летать»! Как оптимизировать Windows 11 и Windows 10 для игр: компьютер будет «летать»!

Мало купить мощный компьютер, его нужно еще и оптимизировать

ТехИнсайдер
Junk Reality Junk Reality

Основатели Junk Reality — как и для чего использовать метавселенные прямо сейчас

Собака.ru
Квантовые блуждания атомов помогли искать с оракулом Квантовые блуждания атомов помогли искать с оракулом

Экспериментально реализовали квантовые блуждания нейтральных атомов стронция-88

N+1
Как проблемы в отношениях влияют на психическое здоровье мужчин Как проблемы в отношениях влияют на психическое здоровье мужчин

Что происходит с мужчинами, когда отношения портятся или подходят к завершению?

Psychologies
Когда голод превращается в раздражительность: 3 совета для контроля эмоций Когда голод превращается в раздражительность: 3 совета для контроля эмоций

Как телесные ощущения воздействуют на эмоции

Psychologies
7 романов и циклов космической фантастики, которые буквально просятся на экраны 7 романов и циклов космической фантастики, которые буквально просятся на экраны

Фантастические циклы, которые перенесут тебя на просторы космоса

ТехИнсайдер
Хоккей осуждают за традицию драк и кровавых столкновений, но их просто невозможно запретить Хоккей осуждают за традицию драк и кровавых столкновений, но их просто невозможно запретить

Почему хоккей всегда будет жестким?

Maxim
Пиноккио-убийца и людоедка из «Спящей красавицы»: 5 ужасных событий из оригиналов сказок Пиноккио-убийца и людоедка из «Спящей красавицы»: 5 ужасных событий из оригиналов сказок

Эти сказки почти наверняка тебе читала мама

VOICE
Конечность: выдающиеся руки выдающихся людей. Фотоистория Конечность: выдающиеся руки выдающихся людей. Фотоистория

Руки, которые сыграли 5 тысяч концертов и выкопали 150 тонн картофеля

Правила жизни
Пан и не пропал: 55 лет назад вышел дебютный альбом Pink Floyd. Вот почему он знаковый Пан и не пропал: 55 лет назад вышел дебютный альбом Pink Floyd. Вот почему он знаковый

Как The Piper at the Gates of Dawn прославил Pink Floyd

Правила жизни
«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
Пора валить спать Пора валить спать

«Песочный человек»: Нил Гейман о лучшем способе эскапизма

Weekend
Настоящие «убийцы Tesla». Как китайцы из BYD захватывают мир Настоящие «убийцы Tesla». Как китайцы из BYD захватывают мир

BYD: от батареек до крупнейшего на планете производителя электромобилей

РБК
Идеальный плейлист для собак: эта музыка успокоит вашего пса в дорожном путешествии Идеальный плейлист для собак: эта музыка успокоит вашего пса в дорожном путешествии

Эта музыка поможет собаке расслабиться, когда она сидит взаперти в машине

ТехИнсайдер
Физики смогли создать дополнительное измерение времени при помощи лазера Физики смогли создать дополнительное измерение времени при помощи лазера

Физики создали совершенно новую, странную фазу материи

ТехИнсайдер
Если родители были токсичными: 5 защитных механизмов психики Если родители были токсичными: 5 защитных механизмов психики

Как сделать свою взрослую жизнь и отношения счастливее?

Psychologies
Улика — царица доказательств Улика — царица доказательств

Как расследование преступлений стало искусством

Weekend
Посмотрите на 10 самых древних произведений искусства Посмотрите на 10 самых древних произведений искусства

Как самовыражался древний человек?

ТехИнсайдер
Открыть в приложении