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

«Перезапуск будущего. Как „починить“ нематериальную экономику» «Перезапуск будущего. Как „починить“ нематериальную экономику»

Связь между нематериальной экономикой и усугублением проблемы неравенства

N+1
Правила секса Светланы Бондарчук Правила секса Светланы Бондарчук

Приглашенный главный редактор делится открытиями на пути принятия себя

Psychologies
Японские ученые протестировали три способа пробуждения и выяснили, как избавиться от сонливости по утрам Японские ученые протестировали три способа пробуждения и выяснили, как избавиться от сонливости по утрам

Как изменение освещения в спальне поможет избавить от сонливости по утрам

Inc.
К внутренней свободе: три фильма «Докера» о том, как женщины переписывают свою судьбу К внутренней свободе: три фильма «Докера» о том, как женщины переписывают свою судьбу

В конкурс фестиваля вошли ленты о токсичных отношениях и переосмыслении травм

Forbes
Как научиться принимать комплименты Как научиться принимать комплименты

Почему бывает трудно принимать комплименты и как с этим справиться

Inc.
В краю двух морей: зачем вам непременно стоит отправиться на Терский берег В краю двух морей: зачем вам непременно стоит отправиться на Терский берег

Кольский полуостров часто называют краем земли

Вокруг света
Как стать эффективным: 9 простых советов Как стать эффективным: 9 простых советов

Вы упорно работаете, отдаете все силы, но результата почему-то все нет?

Psychologies
Датчик расхода воздуха: почему он так важен и как его проверить Датчик расхода воздуха: почему он так важен и как его проверить

Что такое датчик массового расхода воздуха и зачем он нужен

РБК
Праведник из камеры смертников: как убийца чуть не получил Нобелевскую премию за детские книги Праведник из камеры смертников: как убийца чуть не получил Нобелевскую премию за детские книги

Преступник, который выдвигался на Нобелевскую премию девять раз

VOICE
Зарядись энергией Зарядись энергией

Эти упражнения помогут проснуться и поддерживать тело в тонусе

Лиза
Машинное обучение предсказало толщину нейтронной кожи свинца Машинное обучение предсказало толщину нейтронной кожи свинца

Физики рассчитали толщину нейтронной оболочки в ядре изотопа свинца-208

N+1
Почему ты должен платить за воздух Почему ты должен платить за воздух

Прогресс привел к загрязнению атмосферы, но дал нам очистители воздуха для дома

Maxim
Как бессонница вдохновила бывшего консультанта придумать систему домашнего освещения, которая бережет ваши глаза (и психику) Как бессонница вдохновила бывшего консультанта придумать систему домашнего освещения, которая бережет ваши глаза (и психику)

Колин Биллингс терял сон

Inc.
Смертоносные цветы куноити: кем были женщины-ниндзя в японской истории Смертоносные цветы куноити: кем были женщины-ниндзя в японской истории

Какими были куноити в Японии и почему так сложно изучать женскую историю?

Forbes
Четыре ошибки после расставания: мнение женщин Четыре ошибки после расставания: мнение женщин

Наши героини рассказали о своем опыте расставания

Psychologies
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.
Строгая красота Строгая красота

Проект, в котором соединились классические элементы с современной эстетикой

SALON-Interior
Бабочки умеют мигрировать не хуже птиц: удивительное открытие Бабочки умеют мигрировать не хуже птиц: удивительное открытие

Как насекомое может сохранять совершенно прямую траекторию полёта?

ТехИнсайдер
16 банальных ошибок, способных испортить любую свадьбу 16 банальных ошибок, способных испортить любую свадьбу

Чего стоит избегать, планируя свадебное торжество

Psychologies
20 лучших мультфильмов с черным юмором 20 лучших мультфильмов с черным юмором

Мультфильмы, к которым нельзя пускать детей. Да и взрослых тоже. Никогошеньки!

Maxim
Моторы-миллионники: четыре уникальных двигателя из прошлого Моторы-миллионники: четыре уникальных двигателя из прошлого

Именно они вызвали к жизни легенду о том, что “раньше машины были надёжнее”

ТехИнсайдер
Птицы начали распространять семена растений 120 миллионов лет назад Птицы начали распространять семена растений 120 миллионов лет назад

Птицы Джехолоронис — самые ранние плодоядные, помогавшие растениям размножаться

N+1
Очищение крови Очищение крови

Рассказываем, как убрать из крови (а значит, и из всего организма) все лишнее

Лиза
Вспоминаем короткую эру ар-деко в автомобилизме с самым дорогим Bugatti всех времён Вспоминаем короткую эру ар-деко в автомобилизме с самым дорогим Bugatti всех времён

Ар-деко от Bugatti: броские формы и много хрома

ТехИнсайдер
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
Жизненные, провокативные, смешные: лучшие мультсериалы, которые понравятся взрослым больше, чем детям Жизненные, провокативные, смешные: лучшие мультсериалы, которые понравятся взрослым больше, чем детям

Мультфильмы, которые созданы скорее для взрослых

VOICE
Как пить, чтобы похудеть Как пить, чтобы похудеть

Влияет ли употребление алкоголя на набор веса?

Maxim
10 научных фактов о фильме «День независимости» 10 научных фактов о фильме «День независимости»

Кинофильм, запрещенный на планетах, где нет чувства юмора

Maxim
Самые бюджетные бренды, в которые одеваются современные королевы и принцессы Самые бюджетные бренды, в которые одеваются современные королевы и принцессы

Масс-маркет, который можно носить по-королевски

VOICE
Почему черные дыры по праву зовутся самыми опасными объектами во Вселенной Почему черные дыры по праву зовутся самыми опасными объектами во Вселенной

Черные дыры — нарушение законов физики, чудовищная гравитация и зверский аппетит

ТехИнсайдер
Открыть в приложении