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

10 самых смертельных природных катаклизмов в истории человечества 10 самых смертельных природных катаклизмов в истории человечества

Какое же событие подвергло человечество наибольшей опасности

Популярная механика
Герои книг на приеме у психотерапевта: о чем рассказывает «Превращение» Франца Кафки Герои книг на приеме у психотерапевта: о чем рассказывает «Превращение» Франца Кафки

Что, если бы литературные герои обратились вовремя к психотерапевту?

Forbes
Орудия пыток Орудия пыток

Для допросов с применением пыток были придуманы самые разные приспособления

Дилетант
Крики с того света: что скрывает Кольская сверхглубокая? Крики с того света: что скрывает Кольская сверхглубокая?

Почему Кольскую сверхглубокую прозвали колодцем в ад?

Cosmopolitan
«Зависимость» Тове Дитлевсен: исповедальная история молодой женщины об искушении успехом, борьбе с зависимостью и верности своему призванию «Зависимость» Тове Дитлевсен: исповедальная история молодой женщины об искушении успехом, борьбе с зависимостью и верности своему призванию

Первая глава из романа Тове Дитлевсен «Зависимость»

Esquire
Музей и революция Музей и революция

1917 год кардинальным образом изменил жизнь российского государства

Дилетант
Глотай жвачку, ходи без шапки: детские страшилки, которые оказались враньем Глотай жвачку, ходи без шапки: детские страшилки, которые оказались враньем

Мамы и бабушки с детства просят нас перестать что-то делать

Cosmopolitan
«Мужчины учат меня жить»: как весь мир заговорил о менсплейнинге «Мужчины учат меня жить»: как весь мир заговорил о менсплейнинге

Отрывок из сборника эссе феминистки Ребекки Солнит «Мужчины учат меня жить»

Forbes
«Никогда не знаешь, когда тигр обратится против тебя»: опала Джека Ма напугала китайский бизнес «Никогда не знаешь, когда тигр обратится против тебя»: опала Джека Ма напугала китайский бизнес

Случай с Джеком Ма, впавшим в немилость властей, напугал предпринимателей

Forbes
Осознанное потребление: берем пример с Лео ДиКаприо, Эммы Уотсон и Джейсона Момоа Осознанное потребление: берем пример с Лео ДиКаприо, Эммы Уотсон и Джейсона Момоа

Что делают знаменитости, которых заботят проблемы экологии?

Psychologies
Как перестать заедать стресс? Как перестать заедать стресс?

Мало кто способен управлять своим состоянием во время переживаний

Худеем правильно
Простуда или поллиноз? Простуда или поллиноз?

Как отличить весеннюю аллергию на цветущие растения от обычной простуды?

Лиза
Самый мужской клуб Самый мужской клуб

Как зародились самые джентльменские заведения?

Playboy
Как защититься от укуса собаки, насекомого, змеи и человека Как защититься от укуса собаки, насекомого, змеи и человека

Что делать с укусами других существ, пока мы сами не обзавелись панцирем?

Maxim
Нарциссизм и высокая самооценка: в чем разница? Нарциссизм и высокая самооценка: в чем разница?

Как не спутать нарциссизм и уверенность в себе

Psychologies
Наш человек на Марсе Наш человек на Марсе

«Вспомнить все» сегодня выглядит безусловной классикой научной фантастики

Weekend
Hyundai Palisade. Запоздалая премьера Hyundai Palisade. Запоздалая премьера

Тест-драйв Hyundai Palisade

4x4 Club
4 вида эпиляции, которые избавят от волос навсегда 4 вида эпиляции, которые избавят от волос навсегда

Можно ли сделать кожу идеально гладкой на всю жизнь и стоит ли игра свеч?

Cosmopolitan
«Музей — больше не для избранных»: Зельфира Трегулова об онлайне и жизни после пандемии «Музей — больше не для избранных»: Зельфира Трегулова об онлайне и жизни после пандемии

Как Третьяковская галерея развивает онлайн-проекты

Forbes
Крылатые субмарины: подводные истребители и авианосцы Крылатые субмарины: подводные истребители и авианосцы

Если есть автомобиль-амфибия, почему бы не научить самолет погружаться под воду?

Популярная механика
С ней шутки плохи: почему ураганы принято называть женскими именами С ней шутки плохи: почему ураганы принято называть женскими именами

Почему разрушительным ураганам ученые присваивают женские имена

Популярная механика
Неземная красота Неземная красота

Как космические технологии меняют индустрию красоты

Cosmopolitan
«Можем себе позволить». Колонка Гузель Яхиной о советском вчера и сегодня «Можем себе позволить». Колонка Гузель Яхиной о советском вчера и сегодня

Гузель Яхина размышляет об исторической памяти и тени советских мифов

РБК
Обогатились на разводе: Асмус, Муцениеце, Решетова и другие звездные россиянки Обогатились на разводе: Асмус, Муцениеце, Решетова и другие звездные россиянки

Эти актрисы и модели смогли удачно разорвать отношения с возлюбленными

Cosmopolitan
Хочу, но пока не могу: кто реально переезжает из России Хочу, но пока не могу: кто реально переезжает из России

Сколько россиян реально решаются на переезд в другую страну?

СНОБ
Константин Циолковский Константин Циолковский

Правила жизни Константина Циолковского

Esquire
Брить или не брить. Интимная депиляция и новая мужественность Брить или не брить. Интимная депиляция и новая мужественность

О причудливых поворотах моды и влиянии маркетинга на социальные движения

СНОБ
«Это наше железо». Что не так с мобильными приложениями для машин «Это наше железо». Что не так с мобильными приложениями для машин

Почему автомобильные приложения не пользуются популярностью у водителей?

РБК
Камера, снимающая 580 000 000 000 кадров в секунду Камера, снимающая 580 000 000 000 кадров в секунду

Три знаменитые камеры для высокоскоростной съемки — это нечто фантастическое!

Популярная механика
Под солнцем Тосканы Под солнцем Тосканы

Кто из россиян строит бизнес в Италии

Forbes
Открыть в приложении