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
У бактерий нашли дополнительные белки для борьбы с вирусами и бактериофагами У бактерий нашли дополнительные белки для борьбы с вирусами и бактериофагами

Ученые из MIT нашли у прокариот новый механизм борьбы с вирусными инфекциями

N+1
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.
Кирилл Рябов: «Женщина» Кирилл Рябов: «Женщина»

Отрывок из сборника рассказов, соединяющего лейтмотивы гуманистической традиции

СНОБ
Древние и красивые: 5 важных археологических памятников Древние и красивые: 5 важных археологических памятников

Самые впечатляющие и ценнейшие археологические памятники

ТехИнсайдер
Есть ли у растений нервы? Есть ли у растений нервы?

Нервов у растений нет, во всяком случае, в том виде, в каком они есть у животных

Наука и жизнь
Как «дьявольский» манускрипт XVII века пришлось расшифровывать с помощью DarkNet Как «дьявольский» манускрипт XVII века пришлось расшифровывать с помощью DarkNet

Расшифровка «сатанинской» рукописи XVII века, которой больше 300 лет

ТехИнсайдер

Иногда мир становится словно картонным...

VOICE
Как работает восьмицилиндровый двигатель: полный разбор на наглядном примере Как работает восьмицилиндровый двигатель: полный разбор на наглядном примере

Engineering Explained распечатал на 3D-принтере объемную модель двигателя V8

ТехИнсайдер
Как помочь своей психике после выматывающего рабочего дня: 5 эффективных способов Как помочь своей психике после выматывающего рабочего дня: 5 эффективных способов

Как быстро и эффективно восстановить психическое равновесие в конце дня

Psychologies
Клеймо девочки: почему работа по дому ложится на плечи женщин Клеймо девочки: почему работа по дому ложится на плечи женщин

Отрывок из книги «Право на гнев» о разном обучении мальчиков и девочек

Forbes
«С тех пор там обитают мертвецы»: в прокат выходит комедийный хоррор «Убойный монтаж» «С тех пор там обитают мертвецы»: в прокат выходит комедийный хоррор «Убойный монтаж»

Как автор «Убойного монтажа» препарирует реальность

Forbes
Кто умнее: кошки или собаки? Кто умнее: кошки или собаки?

Учение измерили когнитивные способности кошек и собак

Maxim
Работа инсулина и рост нервов: открытия в биологии и медицине, сделанные женщинами Работа инсулина и рост нервов: открытия в биологии и медицине, сделанные женщинами

Женщины-лауреаты Нобелевской премии

Forbes
В Россию возвращаются машины из Ирана. Что нужно знать про Iran Khodro В Россию возвращаются машины из Ирана. Что нужно знать про Iran Khodro

Iran Khodro — французская техника, иранский дизайн и новый амбициозный кроссовер

РБК
Дачное настроение Дачное настроение

Боремся с сорняками, ищем применение для старой бочки и высаживаем клумбы

Лиза
Уровень воды в Ниле позволил египтянам подвозить камень к месту строительства пирамид Уровень воды в Ниле позволил египтянам подвозить камень к месту строительства пирамид

Как египтяне возводили пирамиды Гизы?

N+1
Новые открытия в Помпеях рассказывают подробности жизни римского среднего класса Новые открытия в Помпеях рассказывают подробности жизни римского среднего класса

Каким был римский средний класс?

ТехИнсайдер
Инновации на кухне. Кто и как может стать изобретателем Инновации на кухне. Кто и как может стать изобретателем

Что важно для современного изобретателя и почему не всегда нужен узкий профиль

СНОБ
Себя слепила из того, что было: 3 вида массажа, которые лучше всего вытачивают фигуру Себя слепила из того, что было: 3 вида массажа, которые лучше всего вытачивают фигуру

Хочешь быстро привести фигуру в порядок перед отпуском? Поможет массаж!

VOICE
Свободные женщины 1920-х: как японские модан гару бросали вызов традиционалистам Свободные женщины 1920-х: как японские модан гару бросали вызов традиционалистам

Кем были модан гару и как они расшатали японское общество?

Forbes
6 деталей, которые сделают любой образ безвкусным и «дешевым»: мнение жены миллионера 6 деталей, которые сделают любой образ безвкусным и «дешевым»: мнение жены миллионера

Какие детали могут испортить самый дорогой образ?

VOICE
Музыкальная память сохраняется при деменции и может стать «мостом» к пациенту Музыкальная память сохраняется при деменции и может стать «мостом» к пациенту

Музыка всегда способна достучаться до нас

ТехИнсайдер
На изящном: рабы любви, или Какой древнегреческий миф лежит в основе картины Франсуа Буше «Геркулес и Омфала» На изящном: рабы любви, или Какой древнегреческий миф лежит в основе картины Франсуа Буше «Геркулес и Омфала»

Что стоит за страстной сценой между Геркулесом и Омфалой

Правила жизни
Яна Сексте: Яна Сексте:

Бомба замедленного действия — Яна Сексте

Караван историй
Какие привычные продукты богаты железом: рацион для укрепления иммунитета Какие привычные продукты богаты железом: рацион для укрепления иммунитета

Простые продукты, в которых много железа

ТехИнсайдер
5 способов борьбы с тревожностью, о которых вы еще не знаете 5 способов борьбы с тревожностью, о которых вы еще не знаете

Нестандартные способы, которые помогут вам победить тревожность

Inc.
Одиночество в детстве предсказало проблемы с алкоголем во взрослой жизни Одиночество в детстве предсказало проблемы с алкоголем во взрослой жизни

Люди, ощущавшие одиночество в детстве, сильнее реагируют на стресс

N+1
Что хорошего и что плохого в сериалах по «Звездным войнам»? Обсуждаем и критикуем проекты Disney+ Что хорошего и что плохого в сериалах по «Звездным войнам»? Обсуждаем и критикуем проекты Disney+

Разбираемся, за что стоит похвалить Disney+, а за что — покритиковать

Правила жизни
Пять золотых Пять золотых

В истории наградной системы особое место занимают золотые офицерские кресты

Дилетант
Открыть в приложении