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

Эпоха радикальных перемен: автомобильные двигатели конца ХХ века Эпоха радикальных перемен: автомобильные двигатели конца ХХ века

К концу ХХ века в создании автомобильных двигателей внезапно назрела революция

Популярная механика
Мэй Маск: «Я каждый день работаю над собой. И это очень не просто» Мэй Маск: «Я каждый день работаю над собой. И это очень не просто»

Мэй Маск прекрасно ориентируется в вопросах лишнего веса и правильного питания

Худеем правильно
Воссозданные частицы дымки Титана помогут понять, как зародилась жизнь на Земле Воссозданные частицы дымки Титана помогут понять, как зародилась жизнь на Земле

Изучение атмосферы Титана может дать важные ключи к разгадке стадий эволюции

Популярная механика
Нейросеть создала индивидуально привлекательные изображения лиц по активности мозга Нейросеть создала индивидуально привлекательные изображения лиц по активности мозга

Нейросеть способна распознавать эстетические предпочтения людей

N+1
Живее всех живых. Цой на сцене и в плейлисте актеров театра «Современник» Живее всех живых. Цой на сцене и в плейлисте актеров театра «Современник»

Актеры театра «Современник» — о любимых песнях Виктора Цоя

СНОБ
Самые крутые фильмы про супергероев: список 20 лучших от Playboy Самые крутые фильмы про супергероев: список 20 лучших от Playboy

Подборка культовых супергеройских картин, обязательных к просмотру

Playboy
Запад нам помог Запад нам помог

Помощь «империалистических хищников» спасла миллионы жизней советских граждан

Дилетант
Суперпозиция электронного состояния изменила свойства тормозного излучения Суперпозиция электронного состояния изменила свойства тормозного излучения

Физики рассчитали рассеяние электрона на атоме углерода и на нано-ондуляторе

N+1
История одного эксперимента: как прожить целый месяц вообще без мусора История одного эксперимента: как прожить целый месяц вообще без мусора

Как прожить месяц, полностью отказавшись от отходов

Forbes
Скульптурные торсы в деле: в Пушкинском сняли блокбастер с Дианой Вишневой Скульптурные торсы в деле: в Пушкинском сняли блокбастер с Дианой Вишневой

«Слепок» — фильм-балет, снятый в залах ГМИИ имени Пушкина

Forbes
История русской травести-культуры — в книге историка костюма и моды Ольги Хорошиловой. Публикуем ее фрагмент История русской травести-культуры — в книге историка костюма и моды Ольги Хорошиловой. Публикуем ее фрагмент

Глава из книги Ольги Хорошиловой о русских травести в театре и кино

Esquire
10 самых опасных предметов твоего гардероба 10 самых опасных предметов твоего гардероба

Список опасных предметов одежды

Cosmopolitan
Жить или выживать: география малых городов России Жить или выживать: география малых городов России

Какими разными бывают малые города и что у них общего

N+1
Королева в серебряной короне: как Эльза Перетти создавала украшения Tiffany более четверти века Королева в серебряной короне: как Эльза Перетти создавала украшения Tiffany более четверти века

Как Эльзе Перетти удалось превратить серебро в предмет обожания миллионов

Forbes
Бизнес и ничего лишнего: как автомобильные компании Германии работали на вермахт Бизнес и ничего лишнего: как автомобильные компании Германии работали на вермахт

Подвиги немецких автомобильных брендов во время Второй мировой войны

Популярная механика
«Научите меня жить»: чем опасны готовые рецепты счастья от гуру «Научите меня жить»: чем опасны готовые рецепты счастья от гуру

Почему не существует простых решений для сложных вопросов?

Psychologies
История балетного костюма История балетного костюма

Как эволюционировал балетный костюм в России

Культура.РФ
Бактерии научились использовать квантовую механику для защиты от токсинов Бактерии научились использовать квантовую механику для защиты от токсинов

Ученые узнали, как бактерия предотвращает разрушение фотосинтетического аппарата

Популярная механика
Спаржа Спаржа

Готовьтесь, в апреле начинается сезон спаржи

Здоровье
Как проходят уроки литературы в школах Как проходят уроки литературы в школах

Отрывок из книги Риммы Раппопорт «Читай не хочу»

СНОБ
Начало родов: важные советы тем, кто рожает первый раз Начало родов: важные советы тем, кто рожает первый раз

Что делать, если начались роды

9 месяцев
А ты не сомневайся А ты не сомневайся

Мы поможем прокачаешь уверенность совершенно бесплатно!

Cosmopolitan
«Управление одним днем — самое сложное»: как гастропроект Матильды Шнуровой пережил пандемию «Управление одним днем — самое сложное»: как гастропроект Матильды Шнуровой пережил пандемию

Матильда Шнурова о гастрорынке Петербурга и о том, что помогает выйти из кризиса

Forbes
Кормим по-новому Кормим по-новому

Вещи, которые изменились в отношении к грудному вскармливанию

Домашний Очаг
Разложение воды под действием ионизирующего излучения накормило морские бактерии Разложение воды под действием ионизирующего излучения накормило морские бактерии

Бактерии используют молекулярный водород как еду

N+1
5 шагов к идеальной фигуре: тренер Анджелины Джоли раскрывает секреты 5 шагов к идеальной фигуре: тренер Анджелины Джоли раскрывает секреты

Всего 25 минут в день — и через месяц ты сможешь носить меньший размер одежды!

Cosmopolitan
3D-моделирование помогло прочитать древнерусские надписи на стенах собора 3D-моделирование помогло прочитать древнерусские надписи на стенах собора

Ученые смогли восстановить текст древнейшего памятника письменности

Популярная механика
Первичный фосфор для первичной жизни Первичный фосфор для первичной жизни

Aосфор — один из важнейших химических элементов, из которых строятся организмы

Наука и жизнь
Афантазия обеспечила иммунитет к страшным рассказам Афантазия обеспечила иммунитет к страшным рассказам

Люди с афантазией не боятся страшных рассказов, но боятся угрожающих изображений

N+1
5 жутких городских легенд, которые оказались правдой 5 жутких городских легенд, которые оказались правдой

Жуткие легенды, которые имели под собой реальные основания!

Maxim
Открыть в приложении