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

Частые укусы малярийных комаров вызвали лимфому у детей Частые укусы малярийных комаров вызвали лимфому у детей

Частый контакт с малярийным плазмодием не проходит бесследно для иммунитета

N+1
Физики реализовали оптическое стохастическое охлаждение пучков частиц Физики реализовали оптическое стохастическое охлаждение пучков частиц

Физикам удалось реализовать оптическое стохастическое охлаждение пучков частиц

N+1
Антидепрессанты помогают бактериям бороться с антибиотиками Антидепрессанты помогают бактериям бороться с антибиотиками

Антидепрессанты влияют на развитие у бактерий устойчивости к антибиотикам

TechInsider
Как вычислить плохого мастера по наращиванию ресниц: главные признаки- Как вычислить плохого мастера по наращиванию ресниц: главные признаки-

Определить плохого лашмейкера не так-то просто, однако эти "маяки" помогут

VOICE
Пять языков любви Пять языков любви

Секрет прочных отношений

kiozk originals
Правила секса Светланы Бондарчук Правила секса Светланы Бондарчук

Приглашенный главный редактор делится открытиями на пути принятия себя

Psychologies
Суперконтинент Земли раскололся из-за Суперконтинент Земли раскололся из-за

Как сформировались континенты?

TechInsider
Избыточная мужественность: почему слишком много тестостерона — это плохо Избыточная мужественность: почему слишком много тестостерона — это плохо

Разбираемся, как распознать опасно высокий уровень тестостерона

Maxim
Болезнь тридцатилетних. Что такое кризис четверти жизни и как его правильно прожить Болезнь тридцатилетних. Что такое кризис четверти жизни и как его правильно прожить

Почему люди испытывают кризис четверти жизни?

Inc.
Строгая красота Строгая красота

Проект, в котором соединились классические элементы с современной эстетикой

SALON-Interior
Измельчитель пищевых отходов для раковины: что это такое и зачем он нужен Измельчитель пищевых отходов для раковины: что это такое и зачем он нужен

Диспозер: измельчитель пищевых отходов, который станет частью вашей жизни

CHIP
Какие растения любят подкормку из яичной скорлупы: дешевое удобрение, о котором должен знать каждый дачник Какие растения любят подкормку из яичной скорлупы: дешевое удобрение, о котором должен знать каждый дачник

Многие собирают скорлупу для подкормки сада и комнатных растений

TechInsider
8 упражнений на растяжку, которые облегчат боль в спине 8 упражнений на растяжку, которые облегчат боль в спине

Наш спасительный фитнес для вашей спины

Лиза
В пробах, взятых с астероида Рюгу, найдены особые зерна — они древнее нашего Солнца В пробах, взятых с астероида Рюгу, найдены особые зерна — они древнее нашего Солнца

Рюгу похож на класс метеоритов, известных как углеродистые хондриты типа Ивуна

TechInsider
Возьмем себя в руки Возьмем себя в руки

Мастер-класс «эрогенной анатомии»

Psychologies
Бабочки умеют мигрировать не хуже птиц: удивительное открытие Бабочки умеют мигрировать не хуже птиц: удивительное открытие

Как насекомое может сохранять совершенно прямую траекторию полёта?

TechInsider
Эффективные способы укрепить ногти в домашних условиях Эффективные способы укрепить ногти в домашних условиях

На красоту и здоровье ногтей влияет множество факторов

VOICE
История одной вещи: тушь «Ленинградская», в которую нужно поплевать История одной вещи: тушь «Ленинградская», в которую нужно поплевать

Шок-контент — «Ленинградскую» тушь все еще производят!

Правила жизни
Посмотрите на 10 самых древних произведений искусства Посмотрите на 10 самых древних произведений искусства

Как самовыражался древний человек?

TechInsider
Непентес приспособился использовать энергию падающих капель дождя для поимки жертв Непентес приспособился использовать энергию падающих капель дождя для поимки жертв

Механизм ловушки этого растения работает не так, как предполагалось ранее

N+1
Что крадут наши эмоции: 7 фактов Что крадут наши эмоции: 7 фактов

Факты о негативном влиянии эмоций на нашу жизнь

Psychologies
Просто и по делу: 5 золотых правил похудения, с которыми ты легко сбросишь вес Просто и по делу: 5 золотых правил похудения, с которыми ты легко сбросишь вес

Советы, с которыми процесс похудения пойдет быстрее и эффективнее

VOICE
«Никто не знает, что такое внимание»: ученые до сих пор не понимают, почему люди бывают такими рассеянными «Никто не знает, что такое внимание»: ученые до сих пор не понимают, почему люди бывают такими рассеянными

Как именно наш мозг выбирает на что обращать внимание, а на что – нет?

TechInsider
Необычные Необычные

Некоторые экзопланеты могут странным «образом сжиматься»

TechInsider
Перезапустить либидо Перезапустить либидо

Что можно предпринять, если в постели уже очень давно ничего не происходит?

Psychologies
Металлические стекла оказались частично жидкими Металлические стекла оказались частично жидкими

Доказано, что часть атомов в металлических стеклах движется подобно жидкости

N+1
Сына никогда не видел, а дочь встретил однажды и потом тосковал до самой смерти: как сложилась судьба детей Маяковского Сына никогда не видел, а дочь встретил однажды и потом тосковал до самой смерти: как сложилась судьба детей Маяковского

Дети Маяковского родились и жили в разных странах

TechInsider
Газлайтинг: насилие, о котором не говорят Газлайтинг: насилие, о котором не говорят

Чем опасно постоянное обесценивание наших переживаний и суждений

Psychologies
Как работает лазерная навигация в роботах-пылесосах и зачем она нужна Как работает лазерная навигация в роботах-пылесосах и зачем она нужна

Что такое лидар в роботах-пылесосах и как он работает?

CHIP
Врачи назвали 5 причин, из-за которых мы просыпаемся ночью и рано утром Врачи назвали 5 причин, из-за которых мы просыпаемся ночью и рано утром

Замечаете, что ни с того ни с сего просыпаетесь среди ночи?

TechInsider
Открыть в приложении