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

У позвоночных нашлось семь поводов поесть фекалий У позвоночных нашлось семь поводов поесть фекалий

Пищевую копрофагию у позвоночных животных можно разделить на семь категорий

N+1
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
Мутации определяют ход биологических часов организма Мутации определяют ход биологических часов организма

Биологический возраст организма определяется накоплением случайных мутаций

ТехИнсайдер
Насколько важно сохранять осанку и спасет ли это вас от болей в спине? Ответ ученых может вас сильно удивить Насколько важно сохранять осанку и спасет ли это вас от болей в спине? Ответ ученых может вас сильно удивить

Действительно ли ровная осанка влияет на здоровье спины?

ТехИнсайдер
Как найти свое счастье: бесценные научные советы Как найти свое счастье: бесценные научные советы

Формула счастья будет уникальной для каждого человека. Но как найти свою?

Psychologies
Как быстро и просто узнать возраст вашей кошки Как быстро и просто узнать возраст вашей кошки

Зубы, шерсть и вес — как выяснить, сколько лет кошке?

ТехИнсайдер
Донья Пас: катастрофа, унесшая больше жизней, чем гибель Титаника Донья Пас: катастрофа, унесшая больше жизней, чем гибель Титаника

Паром Донья Пас должен был прибыть в Манилу в четыре часа утра

VOICE
Наталья Подольская и Владимир Пресняков. «Так и живем: один подумал — другой сказал» Наталья Подольская и Владимир Пресняков. «Так и живем: один подумал — другой сказал»

Интервью с Натальей Подольской о ее детях, программах и песнях

Коллекция. Караван историй
Археологи нашли на новгородском Немецком дворе европейскую посуду и обувь Археологи нашли на новгородском Немецком дворе европейскую посуду и обувь

Руководитель экспедиции рассказал о находках, сделанных в слоях XIII–XIV веков

N+1
Ничего не поделать: почему формируется выученная беспомощность и как ее преодолеть Ничего не поделать: почему формируется выученная беспомощность и как ее преодолеть

Почему люди добровольно отдают контроль над жизнью и предпочитают бездействие

Forbes
Возьмем себя в руки Возьмем себя в руки

Мастер-класс «эрогенной анатомии»

Psychologies
Кто умнее: кошки или собаки? Кто умнее: кошки или собаки?

Учение измерили когнитивные способности кошек и собак

Maxim
«Живой»: честный документальный фильм об очевидцах Великой Отечественной войны «Живой»: честный документальный фильм об очевидцах Великой Отечественной войны

Как документалисту удалось снять историю о жертвах Великой Отечественной войны

Forbes
Сверхновая 1181 года вписалась в модель слияния двух белых карликов Сверхновая 1181 года вписалась в модель слияния двух белых карликов

Возникновение сверхновой произошло из-за слияния двух белых карликов

N+1
История одной вещи: орешки со сгущенкой — один из самых любимых советских десертов История одной вещи: орешки со сгущенкой — один из самых любимых советских десертов

Рассказываем о орешках со сгущенкой из СССР и делимся рецептом

Правила жизни
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
3 главные загадки Древнего Египта, которые ученые до сих пор не могут раскрыть 3 главные загадки Древнего Египта, которые ученые до сих пор не могут раскрыть

Мы до сих пор очень мало знаем о загадочных египетских пирамидах

ТехИнсайдер
7 способов повысить интеллект ребенка 7 способов повысить интеллект ребенка

Несколько простых советов, которые помогут улучшить работу детского мозга

Лиза
«Дождь, пар и скорость» Уильяма Тернера, или Как Великобритания пересела на железнодорожные рельсы «Дождь, пар и скорость» Уильяма Тернера, или Как Великобритания пересела на железнодорожные рельсы

Погружаемся в пучину промышленной революции в Великобритании

Правила жизни
В Казахстане раскопали погребения восьми мужчин-воинов и женщины-жрицы эпохи ранних кочевников В Казахстане раскопали погребения восьми мужчин-воинов и женщины-жрицы эпохи ранних кочевников

Эти номады умерли в конце VI – начале V века до нашей эры

N+1
5 способов борьбы с тревожностью, о которых вы еще не знаете 5 способов борьбы с тревожностью, о которых вы еще не знаете

Нестандартные способы, которые помогут вам победить тревожность

Inc.
Правила жизни Нила Армстронга Правила жизни Нила Армстронга

Правила жизни астронавта Нила Армстронга

Правила жизни
Рождественское озарение: как Маргарет Штайфф придумала плюшевых мишек Тедди Рождественское озарение: как Маргарет Штайфф придумала плюшевых мишек Тедди

Мир никогда бы не узнал о медвежонке Тедди, не прояви упорство Маргарет Штайфф

Forbes
Люди сжульничали независимо от предыдущей победы или поражения Люди сжульничали независимо от предыдущей победы или поражения

От чего зависит жульничество в азартных играх?

N+1
7 милых и крайне опасных представителей мира животных 7 милых и крайне опасных представителей мира животных

Милые животные, встреча с которыми может быть смертельно опасна

ТехИнсайдер
Сахелантропу вновь разрешили ходить на двух ногах Сахелантропу вновь разрешили ходить на двух ногах

Ученые исследовали находки, сделанные больше 20 лет назад в Чаде

N+1
Как правильно посадить чеснок осенью: советы для тех, кто хочет получить богатый урожай Как правильно посадить чеснок осенью: советы для тех, кто хочет получить богатый урожай

Если решили взяться за выращивание чеснока, начните готовить грядки уже сейчас

ТехИнсайдер
Вы расстались, а он нашел другую? Признание мужчины комментирует психолог Вы расстались, а он нашел другую? Признание мужчины комментирует психолог

После разрыва ваш бывший быстро нашел утешение в новом романе? Почему?

Psychologies
Четыре неочевидные идеи, которые добавят в интерьер дизайнерские нотки Четыре неочевидные идеи, которые добавят в интерьер дизайнерские нотки

Как разнообразить интерьер вашей квартиры и сделать его оригинальным

Караван историй
Строгая красота Строгая красота

Проект, в котором соединились классические элементы с современной эстетикой

SALON-Interior
Открыть в приложении