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

Астрономы подтвердили существование экзогиганта на ретроградной орбите в тесной двойной системе Астрономы подтвердили существование экзогиганта на ретроградной орбите в тесной двойной системе

Астрономы нашли экзогиганта на необычно широкой и ретроградной орбите

N+1
Как вывести неприятный запах из обуви за несколько минут: подручные средства, которые работают Как вывести неприятный запах из обуви за несколько минут: подручные средства, которые работают

Стоит снять ботинки, как неприятное амбре распространяется по всей квартире?

ТехИнсайдер
Прежде, чем выйти из Африки, люди научились выживать в самых разных условиях Прежде, чем выйти из Африки, люди научились выживать в самых разных условиях

Какие факторы способствовали успешной миграции человека из Африки?

ТехИнсайдер
Пять золотых Пять золотых

В истории наградной системы особое место занимают золотые офицерские кресты

Дилетант
Астероидные кольца, сила гравитации и сжатие звездного облака: откуда взялась Луна Астероидные кольца, сила гравитации и сжатие звездного облака: откуда взялась Луна

Почему ни одна из гипотез не может объяснить, как на самом деле «родилась» Луна

Maxim
Земля, вода, огонь и воздух: шесть книг о природных стихиях Земля, вода, огонь и воздух: шесть книг о природных стихиях

Книги, которые покажут как менялась Земля под нашим воздействием

ТехИнсайдер
«Каждый день?»: как часто необходимо мыться «Каждый день?»: как часто необходимо мыться

Как найти золотую середину в вопроса регулярной гигиены?

Psychologies
Рипофобия: когда стремление к чистоте превращается в одержимость Рипофобия: когда стремление к чистоте превращается в одержимость

Что такое рипофобия и как с ней справиться?

Psychologies
Протесты, допинг и бункер в гараже: 10 документальных фильмов о современной России Протесты, допинг и бункер в гараже: 10 документальных фильмов о современной России

Самые острые и важные документальные фильмы о России последнего времени

Forbes
Парад гигантов: Кролик размером с человека, конь — со слона и еще троица аномально огромных животных Парад гигантов: Кролик размером с человека, конь — со слона и еще троица аномально огромных животных

Эти звери не догадываются, что занимают почетное место в Книге рекордов Гиннеса

ТехИнсайдер
Вера Васильева: Вера Васильева:

Что меня поддерживает? Может быть, это любовь к близким?

Караван историй
В краю двух морей: зачем вам непременно стоит отправиться на Терский берег В краю двух морей: зачем вам непременно стоит отправиться на Терский берег

Кольский полуостров часто называют краем земли

Вокруг света
Локальный бизнес и огород во дворе: как сообщества соседей помогают городу Локальный бизнес и огород во дворе: как сообщества соседей помогают городу

Почему соседи по дому и району все чаще объединяются?

Forbes
Как жила и чем запомнилась принцесса Диана — фотоистория «Сноба» Как жила и чем запомнилась принцесса Диана — фотоистория «Сноба»

Как жила и чем запомнилась леди Диана — в фотоистории «Сноба».

СНОБ
Метод языкового погружения: как заговорить на английском на уровне носителя Метод языкового погружения: как заговорить на английском на уровне носителя

Что такое метод языкового погружения и чем он полезен в долгосрочной перспективе

ТехИнсайдер
Окно в Париж Окно в Париж

Художник-импрессионист Камиль Писсарро и его парижские пейзажи

Вокруг света
Не только «Брат-2»: самые скрепные отечественные фильмы про русских за границей Не только «Брат-2»: самые скрепные отечественные фильмы про русских за границей

Как советские и российские режиссеры видели соотечественников за границей?

Maxim
Не край света: почему вам нужно съездить во Владивосток Не край света: почему вам нужно съездить во Владивосток

Почему бы не отправиться на Дальний Восток?

Правила жизни
Убивший 100 женщин: история орского маньяка, который до сих пор на свободе Убивший 100 женщин: история орского маньяка, который до сих пор на свободе

Валерий Андреев — один из самых опасных убийц в России

VOICE
«Я просто не выспался»: как сон влияет на наш характер «Я просто не выспался»: как сон влияет на наш характер

Сон меняет отношение к окружающим и желание им помогать

Psychologies
Помогите первокласснику Помогите первокласснику

Десять правил, которые помогут ребенку (и его родителям) подготовиться к учебе

Лиза
Что делает BYD: гид по моделям самой быстрорастущей компании мира Что делает BYD: гид по моделям самой быстрорастущей компании мира

С каким арсеналом «убийцы Tesla» собираются захватить мир

РБК
Бравые наёмники моды Бравые наёмники моды

Самый яркий и необычный костюм эпохи Возрождения

Дилетант
Как выбрать весы для кухни: простая инструкция Как выбрать весы для кухни: простая инструкция

Какие детали надо учесть, чтобы выбрать лучшие весы для кухни?

CHIP
«Пока не сыграл в ящик»: как составить список самых важных дел «Пока не сыграл в ящик»: как составить список самых важных дел

Как составить bucket list и при этом избежать ошибок?

Psychologies
Малазийские исследователи смоделировали внешность «пенангской женщины» Малазийские исследователи смоделировали внешность «пенангской женщины»

Как ученые восстанавливают лица древних людей?

N+1
Как не нужно делать: оказалось, что опытные Как не нужно делать: оказалось, что опытные

Опыт — не главный критерий, когда речь заходит об общении кошки и человека

ТехИнсайдер
«Это недопустимо»: нейл-мастер рассказала о самой опасной ошибке при наращивании ногтей «Это недопустимо»: нейл-мастер рассказала о самой опасной ошибке при наращивании ногтей

«Самые кошмарные ногти, которые она когда-либо видела»

VOICE
15 незаметных признаков очень больших денег 15 незаметных признаков очень больших денег

Настоящее богатство видно при очень внимательном рассмотрении и хорошей дедукции

Maxim
Былое и думы вымышленного предпринимателя: почему бизнес-романы так популярны Былое и думы вымышленного предпринимателя: почему бизнес-романы так популярны

Так называемые бизнес-романы — истории успешного бизнеса, чаще всего вымышленные

Forbes
Открыть в приложении