Как атомы влияют на распространение микроволнового излучения

N+1Наука

Квантовую динамику холодных атомов научились измерять недеструктивно

Марат Хамадеев

W. Dubosclard et al / Communications Physics, 2021

Физики научились отслеживать населенности уровней холодных атомов рубидия, измеряя сигнал отраженного от них микроволнового излучения. Они показали, что такой способ отличается от традиционных техник, связанных с измерением спектров излучения или поглощения, тем, что он почти не разрушает когерентность состояния. Работа опубликована в Communications Physics.

Активное изучение того, как атомы и молекулы взаимодействуют с электромагнитным излучением, привело физиков к возможности когерентного контроля и управления их состояниями. Ученые могут с высокой точностью предсказать квантовую динамику внутри холодных атомов и связывать ее с условиями, в которые атомы помещены. Этот принцип реализуется в сверхточных акселерометрах, гравитометрах, атомных часах и других устройствах.

Главная характеристика атомных ансамблей, которой обычно интересуются физики, — это населенность их уровней, которая напрямую связана с вероятностями найти атомы в том или ином состоянии. Обычно населенность измеряется либо путем детектирования излучения при релаксации атомов, либо, наоборот, с помощью поглощения резонансного излучения. Это мощные методы, основанные на принципах классической спектроскопии, чье разрешение позволяет исследовать одиночные атомы, однако их минусом стало то, что акт измерения разрушает когерентность и прерывает квантовую динамику. В качестве альтернативы был развит целый спектр оптических неразрушающих методов определения населенности, но всех их объединяет аппаратная сложность, не позволяющая добиться компактности.

Чтобы справится с этой трудностью группа французских физиков из Парижской обсерватории и Университета Сорбонны при участии Карлоса Гарридо-Альзара (Carlos Garrido-Alzar) предложила проводить недеструктивный когерентный контроль не в оптическом, а в микроволновом диапазоне. До сих пор микроволны использовались преимущественно для манипуляции состояниями холодных атомов. Иными словами, физики знали и использовали то, как микроволновое излучение меняет атомы. Авторы новой работы в свою очередь заинтересовались обратным процессом:

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Как протеин, только лучше Как протеин, только лучше

Три фермера, которые предлагают качественные продукты

Men’s Health
Перспективы колонизации мира иного, или Для кого на Марсе будет что-нибудь цвести Перспективы колонизации мира иного, или Для кого на Марсе будет что-нибудь цвести

Зачем людям осваивать Марс?

СНОБ
Берут – беги Берут – беги

Теневая экономика России настолько велика, что называть ее теневой даже неловко

Esquire
Антиводород охладили с помощью лазера Антиводород охладили с помощью лазера

Физики продемонстрировали лазерное охлаждение атомов антиводорода

N+1
«Бедное искусство» за сотни тысяч евро: зачем покупать поролоновые скульптуры и арт-объекты из пепла «Бедное искусство» за сотни тысяч евро: зачем покупать поролоновые скульптуры и арт-объекты из пепла

Зачем художники создают скульптуры из хлеба и поролона?

Forbes
«Я не такая»: каким женщинам и почему не нужен феминизм «Я не такая»: каким женщинам и почему не нужен феминизм

Почему женщины поддерживают патриархальные ценности?

Psychologies
Правила для чужих: почему растет вероятность блокировки YouTube и Facebook Правила для чужих: почему растет вероятность блокировки YouTube и Facebook

Какое будущее ждет иностранные интернет-сервисы в России?

Forbes
Как выглядят и чем занимаются дочери Гузеевой, Стриженовой и других телезвезд Как выглядят и чем занимаются дочери Гузеевой, Стриженовой и других телезвезд

Эти звездные наследницы стремятся показать себя самостоятельными личностями

Cosmopolitan
18 (не)детских мультфильмов – коротких и не очень 18 (не)детских мультфильмов – коротких и не очень

Подборка лучших мультфильмов для взрослых

GQ
Быть человеком Быть человеком

Что в нашем поведении определяется биологией, а что – жизнью в социуме?

Psychologies
Прима-балерина Диана Вишнева и российские хореографы о танце, мужественности и фильме «Слепок» Прима-балерина Диана Вишнева и российские хореографы о танце, мужественности и фильме «Слепок»

Ведущие хореографы России — о понятии гендера в танце и обществе

GQ
Круче королевы Елизаветы! Какие сокровища хранит российская монархия? Круче королевы Елизаветы! Какие сокровища хранит российская монархия?

Самые красивые и дорогие ювелирные изделия, которые хранит российская монархия

Cosmopolitan
9 способов сделать работу по дому более приятной 9 способов сделать работу по дому более приятной

Как научиться относиться к хозяйственным заботам без привычного раздражения

Psychologies
Наш человек на Марсе Наш человек на Марсе

«Вспомнить все» сегодня выглядит безусловной классикой научной фантастики

Weekend
Как стать счастливым человеком: советы, которые помогут наслаждаться жизнью по полной Как стать счастливым человеком: советы, которые помогут наслаждаться жизнью по полной

Советы экспертов, способствующие улучшению психологического самочувствия

Playboy
Прощай, оружие Прощай, оружие

Илья Найшуллер — о женщинах в кино, эмпатии и грядущих супергероях

Vogue
«Вальхен» Ольги Громовой. Фрагмент романа о жизни девочки-подростка в немецком лагере для военнопленных «Вальхен» Ольги Громовой. Фрагмент романа о жизни девочки-подростка в немецком лагере для военнопленных

Отрывок из романа Ольги Громовой «Вальхен» об остарбайтерах

Esquire
Невымирающий вид Невымирающий вид

Lada Niva Travel – уже не пирожок, но все еще Niva

Популярная механика
Снежана Самохина сыграет сексуальную волейболистку в сериале «Дылды» на СТС Снежана Самохина сыграет сексуальную волейболистку в сериале «Дылды» на СТС

Интервью с Снежаной Самохиной

Cosmopolitan
Метеозависимость: восточные практики при головной боли Метеозависимость: восточные практики при головной боли

«Погода меняется, значит, голова будет трещать!»

Psychologies
Физики МФТИ приблизили создание квантового компьютера в России Физики МФТИ приблизили создание квантового компьютера в России

Создана квантовая интегральная схема на основе пяти сверхпроводниковых кубитов

Популярная механика
Нырнуть и плыть Нырнуть и плыть

Кейт Уинслет умеет бесконечно верить в свои силы

Glamour
По утрам, надев трусы... Как не наломать ног, занимаясь бегом По утрам, надев трусы... Как не наломать ног, занимаясь бегом

Занятия бегом практически ничего не стоят, но как бегать правильно?

Maxim
Без пластики и инъекций: секреты красоты голливудских звезд прошлого века Без пластики и инъекций: секреты красоты голливудских звезд прошлого века

Посмотри на этих роскошных женщин — их кожа не знала инъекций

Cosmopolitan
На личном опыте: как ведут научные эксперименты на животных На личном опыте: как ведут научные эксперименты на животных

Животные, ежедневно жертвующие свои здоровье и жизнь ради научных открытий

Esquire
Как проявляется гендерное неравенство Как проявляется гендерное неравенство

Гендерное равноправие — то, без чего невозможно существовать в современном мире

GQ
Голландский пациент Голландский пациент

Картина Рембрандта в центре судебного разбирательства

Robb Report
От Самус до Трисс Мэригольд: главные секс-символы игр разных эпох От Самус до Трисс Мэригольд: главные секс-символы игр разных эпох

Вот о ком мечтали несколько поколений геймеров!

Maxim
Как на самом деле создают видеоигры? Как на самом деле создают видеоигры?

Отрывок из русского романа про игры «Игрожур»

GQ
Золотые руки: как Наталия Опалева построила добытчика золота GV Gold и привела его к IPO Золотые руки: как Наталия Опалева построила добытчика золота GV Gold и привела его к IPO

Как Наталия Опалева прошла путь от финансиста до богатейшей женщины России?

Forbes
Открыть в приложении