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

«Биология в фокусе: Естественные отделения университетов Российской империи (1830–1900)» «Биология в фокусе: Естественные отделения университетов Российской империи (1830–1900)»

Почему в начале XIX века в университетах было мало практических занятий

N+1
Как правильно хранить еду в холодильнике? Как правильно хранить еду в холодильнике?

Что, думаешь, положил продукты в холодильник и пошел? А вот и нет!

Maxim
Май 2025 стал одним из самых жарких за всю историю наблюдений Май 2025 стал одним из самых жарких за всю историю наблюдений

За последние 22 месяца средняя температура была на 1,5°C выше

ТехИнсайдер
Почему всем нравится совершенно разная еда: оказалось, проблема в генетике Почему всем нравится совершенно разная еда: оказалось, проблема в генетике

Почему одним людям нравятся брокколи и улитки, а другим нет?

ТехИнсайдер
6 признаков глупого человека 6 признаков глупого человека

Как понять, кого нужно избегать? Да и нужно ли на самом деле?

Psychologies
Земля, вода, огонь и воздух: шесть книг о природных стихиях Земля, вода, огонь и воздух: шесть книг о природных стихиях

Книги, которые покажут как менялась Земля под нашим воздействием

ТехИнсайдер
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
9 правил, которые нужно помнить на случай ядерного взрыва 9 правил, которые нужно помнить на случай ядерного взрыва

Как спастись от ядерного взрыва

ТехИнсайдер
Пилоты, солдаты, цензоры: каким профессиям по-настоящему угрожает искусственный интеллект Пилоты, солдаты, цензоры: каким профессиям по-настоящему угрожает искусственный интеллект

Отрывок из книги «Искусственный интеллект и экономика»

Inc.
Нарциссы: кто это и как вести себя с этими людьми Нарциссы: кто это и как вести себя с этими людьми

Разбираемся, кто такие нарциссы и как с ними взаимодействовать

РБК
Змеиный характер Змеиный характер

Стопе повезло: она остановилась в каких-то двадцати сантиметрах от головы змеи

Наука и жизнь
Инвесторы назвали 5 фраз, от которых фаундерам нужно отказаться во время питчинга стартапа Инвесторы назвали 5 фраз, от которых фаундерам нужно отказаться во время питчинга стартапа

Фразы, которые не стоит использовать в презентации стартапа

Inc.
Как появилось знаменитое розовое платье Мэрилин Монро Как появилось знаменитое розовое платье Мэрилин Монро

Кто одевал Монро и почему сработал один из самых известных нарядов Монро?

Правила жизни
Барбикор: откуда взялся тренд на образы куклы Барби и почему знаменитости все чаще одеваются в розовый Барбикор: откуда взялся тренд на образы куклы Барби и почему знаменитости все чаще одеваются в розовый

Рассказываем, что стоит за трендом, который уже окрестили «барбикор»

Правила жизни
Скоро осень: как спасти дачные растения от предстоящих заморозков Скоро осень: как спасти дачные растения от предстоящих заморозков

Готовим растения к осеннему сезону

ТехИнсайдер
Язык кошек и мозг таксистов: за что женщины получали Шнобелевскую премию Язык кошек и мозг таксистов: за что женщины получали Шнобелевскую премию

Женщины-ученые, которые внесли свой вклад в науку, не забывая о чувстве юмора

Forbes
Великий Горби: как страна получила свободу и не воспользовалась ей Великий Горби: как страна получила свободу и не воспользовалась ей

Михаил Горбачев вернул человеку человеческое

Forbes
Как не нужно делать: оказалось, что опытные Как не нужно делать: оказалось, что опытные

Опыт — не главный критерий, когда речь заходит об общении кошки и человека

ТехИнсайдер
8 самых опасных для жизни мест на Земле 8 самых опасных для жизни мест на Земле

Самые экстремальных места на планете, которые требуют стойкости для выживания

ТехИнсайдер
Нужно ли говорить ребенку, что он приемный: личный опыт читательницы и комментарий психолога Нужно ли говорить ребенку, что он приемный: личный опыт читательницы и комментарий психолога

Правильно ли беречь тайну усыновления от самого ребенка?

Psychologies
Никита Ковтунов — об учебе у Брусникина и преподавании в Gogol School Никита Ковтунов — об учебе у Брусникина и преподавании в Gogol School

Никита Ковтунов — об универсальности артиста и русской литературе

РБК
Почему легкие свистят и стоит ли переживать по этому поводу? Почему легкие свистят и стоит ли переживать по этому поводу?

Свистящее дыхание — обычное явление, с которым сталкивается большинство из нас

ТехИнсайдер
6 главных ошибок при заваривании чая, превращающих благородный напиток в яд 6 главных ошибок при заваривании чая, превращающих благородный напиток в яд

Может ли чай быть вреден для здоровья?

ТехИнсайдер
10 самых частых ошибок при варке яиц и приготовлении омлета. Вот как можно испортить даже самое простое блюдо 10 самых частых ошибок при варке яиц и приготовлении омлета. Вот как можно испортить даже самое простое блюдо

Разве можно найти человека, который не пробовал приготовить яйца?

ТехИнсайдер
Давай голосом. Вспоминаем историю Siri — голосового помощника, который опередил Google, продался Apple и изменил жизни миллионов Давай голосом. Вспоминаем историю Siri — голосового помощника, который опередил Google, продался Apple и изменил жизни миллионов

Отрывок из книги «Harvard Business Review: 10 лучших статей»

Inc.
Как помочь своей психике после выматывающего рабочего дня: 5 эффективных способов Как помочь своей психике после выматывающего рабочего дня: 5 эффективных способов

Как быстро и эффективно восстановить психическое равновесие в конце дня

Psychologies
«Джуны» не нужны: почему выпускникам IT-курсов стало сложнее найти работу «Джуны» не нужны: почему выпускникам IT-курсов стало сложнее найти работу

Что может помочь молодым IT-специалистам с трудоустройством

Forbes
«Создательница ангелов»: история Хильды Нильссон, которая убивала детей «Создательница ангелов»: история Хильды Нильссон, которая убивала детей

«Создательница ангелов с улицы Брюкс» — самая известная в Швеции серийная убийца

VOICE
Красота по-османски: 5 бьюти-правил турчанок, которые стоит взять на заметку Красота по-османски: 5 бьюти-правил турчанок, которые стоит взять на заметку

Мы раскрыли тайну османских красавиц — бери их ключевые бьюти-правила на заметку

VOICE
Чилийские игнимбриты объяснили поведение супервулканов перед извержениями Чилийские игнимбриты объяснили поведение супервулканов перед извержениями

Магматические очаги будущих суперизвержений росли всего пару тысяч лет

N+1
Открыть в приложении