Китайские физики смогли измерить то, как распределяются главные квантовые числа

N+1Наука

Электрическое поле помогло исследовать высоколежащие ридберговские состояния атомов

Марат Хамадеев

Источник: M. Zhao et al. / Physical Review A, 2021

Китайские физики смогли измерить то, как распределяются главные квантовые числа среди атомов в высоколежащих ридберговских состояниях, оставшихся нейтральными после воздействия мощного лазерного импульса. В этом им помогло небольшое электростатическое поле, вызывающее туннельную ионизацию этих атомов, чьи продукты фиксировались детекторами. Исследование опубликовано в Physical Review A.

Привычное понятие фотоионизации опирается на корпускулярные представления о свете. Если энергия поглощенного атомом фотона больше, чем энергия его ионизации, то электрон покинет атом. Вместе с тем, ионизация нейтральных атомов может происходить и в электростатических полях. Чтобы это произошло, поле должно быть насколько сильным, чтобы электрон мог туннелировать через кулоновский барьер, создаваемый ионным остовом.

Физики смогли достигнуть таких полей только с развитием техники сжатия лазерных импульсов. При сокращении их длительности энергия импульса локализуется во времени, что приводит к резкому увеличению амплитуды электромагнитной волны. В случае, если частота света ниже, чем характерные ионизационные резонансы, физики наблюдают ряд туннельных эффектов. К их числу относится ситуация, при которой туннелирующий электрон не успевает приобрести от поля достаточной энергии для удаления и возвращается в остов (фрустированная ионизация).

Возврат электрона может происходить в целый ряд атомных состояний. Среди них интерес представляет возбуждение атомов в ридберговские состояния, то есть состояния с большим главным квантовым числом. Они интересны своей богатой и сложной физикой. В частности, выяснилось, что возбуждение атомов и молекул в ридберговские состояния часто происходит не так, как предсказывает формализм фрустрированной туннельной ионизации. Следовательно, физикам нужно учитывать многофотонные процессы, а также эффекты когерентности при туннелировании электрона. Экспериментальное же исследование этого процесса обычно ограничено не слишком большими квантовыми числами (n < 30) из-за того, что их энергетические интервалы слишком малы.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

«Немцы после войны: Как Западной Германии удалось преодолеть нацизм» «Немцы после войны: Как Западной Германии удалось преодолеть нацизм»

Как тяготы послевоенного периода заставили немцев чувствовать себя жертвами

N+1
«У них лилась кровь — но кровь-то черная была» «У них лилась кровь — но кровь-то черная была»

Юрий Норштейн, Рената Литвинова и другие о самых страшных фильмах в их жизни

Weekend
У берегов Сингапура нашли 3,5 тонны средневековой китайской посуды У берегов Сингапура нашли 3,5 тонны средневековой китайской посуды

С давних времен остров Сингапур выступал важным перевалочным пунктом для моряков

N+1
Вы знали, сколько это стоит? 10 фильмов с самыми дорогими спецэффектами Вы знали, сколько это стоит? 10 фильмов с самыми дорогими спецэффектами

Зрелищные кинокартины, на создание которых были потрачены миллионы долларов

Cosmopolitan
Первая минута Первая минута

Как заставить начало разговора работать на результат

kiozk originals
Первый гирокар в истории: изобретение русского графа Шиловского Первый гирокар в истории: изобретение русского графа Шиловского

Гирокар - это автомобиль, имеющий два или более колёса, расположенных в линию

Популярная механика
«Евреев — на Мадагаскар!» «Евреев — на Мадагаскар!»

Призыв отправить евреев на Мадагаскар впервые прозвучал в Польше

Дилетант
Дым как средство маскировки: как его применяют в армии Дым как средство маскировки: как его применяют в армии

Средства дымовой маскировки сберегли немало солдатских жизней

Популярная механика
Одиночное плавание Одиночное плавание

Есть люди, которые вообще не ассоциируются с возрастом. В их числе – Дельфин

Grazia
Незолотое кольцо: 5 лучших архитектурных маршрутов по России Незолотое кольцо: 5 лучших архитектурных маршрутов по России

У нас огромное количество памятников разнообразных архитектурных стилей

Популярная механика
Переходим все границы Переходим все границы

Кризис наступает, если один человек хочет перемен, а второй тянет время

Cosmopolitan
Когда тревога невыносима: наши детские травмы и первые правила самопомощи Когда тревога невыносима: наши детские травмы и первые правила самопомощи

Не все травмы можно излечить даже с самым профессиональным психотерапевтом

Psychologies
Слишком холодно, слишком темно, слишком неуютно Слишком холодно, слишком темно, слишком неуютно

Как продолжить тренировки даже в самое холодное время года

Men’s Health
Для полного счастья Для полного счастья

Все ли тренинги и марафоны от инстаграм-гуру одинаково полезны

Glamour

19 кадров тех трех страшных дней 26 октября 2002 года

Cosmopolitan
Дети узнавали его чаще, чем Иисуса, а взрослые сжигали и расстреливали его фигурки: куда пропал Рональд Макдональд Дети узнавали его чаще, чем Иисуса, а взрослые сжигали и расстреливали его фигурки: куда пропал Рональд Макдональд

Клоун-маскот рекламировал McDonald’s с 1963 года, но в 2014-м исчез

VC.RU
Почему зубная эмаль светло-желтая, а не идеально белая Почему зубная эмаль светло-желтая, а не идеально белая

Идеально белых от природы зубов практически не существует

Популярная механика
«Я увидела бывшего мужа в приложении для знакомств и сдала его новой девушке» «Я увидела бывшего мужа в приложении для знакомств и сдала его новой девушке»

История героини, которая разоблачила своего бывшего мужа

Psychologies
«Жизнь ребенка в России предопределена»: как четыре женщины меняют школы в регионах «Жизнь ребенка в России предопределена»: как четыре женщины меняют школы в регионах

Как работает проект «Учитель для России» и за счет чего живет

Forbes
«Просто попроси»: когда этому правилу не место в браке и отношениях «Просто попроси»: когда этому правилу не место в браке и отношениях

В каких случаях правилу «Просто попроси» не место в браке

Cosmopolitan
Где кататься в России Где кататься в России

Мы провели инвентаризацию российских горнолыжных курортов

Men’s Health
Cтоит ли смотреть «Не время умирать»? Рассказываем об этом без спойлеров Cтоит ли смотреть «Не время умирать»? Рассказываем об этом без спойлеров

Последний «Агент 007» накрутил финальной эпичности в духе «Мстителей»

Maxim
Закон убывающей отдачи: как достигать успеха без лишних усилий и выгорания Закон убывающей отдачи: как достигать успеха без лишних усилий и выгорания

Как прикладывать меньше усилий и получать лучший результат

Forbes
Воспоминания о зонде Cassini: всё о миссии к Сатурну Воспоминания о зонде Cassini: всё о миссии к Сатурну

Самая грандиозная миссия к Сатурну – в цитатах, цифрах и результатах

Популярная механика
О чем не расскажут риэлторы: безопасно ли жить там, где кто-то умер? О чем не расскажут риэлторы: безопасно ли жить там, где кто-то умер?

Стоит ли избегать квартир, в которых произошла смерть?

Psychologies
Неубиваемые цитаты из фильма «ДМБ» Неубиваемые цитаты из фильма «ДМБ»

Крылатые перлы из, пожалуй, самого культового российского фильма на тему армии

Maxim
Вождь индейки Вождь индейки

Агрохолдинг Наума Бабаева «Дамате» вскоре может стать самым крупным

Esquire
Себя не помня: 10 знаменитостей с деменцией Себя не помня: 10 знаменитостей с деменцией

Что объединяет Уинстона Черчилля, Робина Уильямса и Маргарет Тэтчер?

Cosmopolitan
Почему неугодных русским царям жен и дочерей ссылали в монастырь? Почему неугодных русским царям жен и дочерей ссылали в монастырь?

Жизнь русских княгинь и княжон была тесна связана с монастырями

Культура.РФ
Коробка переключения передач: виды, чем отличаются и как работают Коробка переключения передач: виды, чем отличаются и как работают

Разбираемся в устройстве коробок переключения передач

РБК
Открыть в приложении