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

Вынашивающих потомство в горловом мешке лягушек эвакуировали с чилийского острова из-за смертельного грибка Вынашивающих потомство в горловом мешке лягушек эвакуировали с чилийского острова из-за смертельного грибка

Как редких южноамериканских лягушек спасли в Лондонском зоопарке

N+1
Шеф-повар Мирко Дзаго — о штрафбате и мишленовских проектах Шеф-повар Мирко Дзаго — о штрафбате и мишленовских проектах

Шеф-повар Мирко Дзаго — о работе в мишленовских проектах и своем видении кухни

РБК
Узкий таз защитил от артрита колена и опущения органов Узкий таз защитил от артрита колена и опущения органов

Широкий таз облегчает деторождение, но добавляет других проблем со здоровьем

N+1
Почему с синдромами самозванца, перфекциониста и другими «спецэффектами» не надо бороться? Почему с синдромами самозванца, перфекциониста и другими «спецэффектами» не надо бороться?

А что, если мы научимся использовать синдром самозванца себе во благо?

Psychologies
Индивидуалистка из СССР: как Айн Рэнд боролась с коммунизмом и создавала бестселлеры Индивидуалистка из СССР: как Айн Рэнд боролась с коммунизмом и создавала бестселлеры

Как Айн Рэнд, дочь аптекаря из Петербурга, смогла покорить США

Forbes
Непентес приспособился использовать энергию падающих капель дождя для поимки жертв Непентес приспособился использовать энергию падающих капель дождя для поимки жертв

Механизм ловушки этого растения работает не так, как предполагалось ранее

N+1
Калорийность рациона: зачем нужны белки и жиры Калорийность рациона: зачем нужны белки и жиры

Чем определяется калорийность рациона?

РБК
Как не испортить первый ужин на свидании Как не испортить первый ужин на свидании

Как готовить? Учимся делать это красиво (а некрасиво — не делать)

Maxim
«Становится все абсурднее»: Александр Хант о фильме «Межсезонье» и самоцензуре в кино «Становится все абсурднее»: Александр Хант о фильме «Межсезонье» и самоцензуре в кино

Режиссер Александр Хант — о новом поколении, свободе и новой цензуре

Forbes
«Джуны» не нужны: почему выпускникам IT-курсов стало сложнее найти работу «Джуны» не нужны: почему выпускникам IT-курсов стало сложнее найти работу

Что может помочь молодым IT-специалистам с трудоустройством

Forbes
Как  наш мозг формирует сигнал: «Бояться!» Как  наш мозг формирует сигнал: «Бояться!»

Страх — одно из важнейших для выживания чувств. Но надо уметь им управлять

ТехИнсайдер
Насколько важно сохранять осанку и спасет ли это вас от болей в спине? Ответ ученых может вас сильно удивить Насколько важно сохранять осанку и спасет ли это вас от болей в спине? Ответ ученых может вас сильно удивить

Действительно ли ровная осанка влияет на здоровье спины?

ТехИнсайдер
Как диагностировали беременность до изобретения тестов и анализов? Ты удивишься! Как диагностировали беременность до изобретения тестов и анализов? Ты удивишься!

Как определяли наличие беременности до того, как изобрели анализ крови и тесты?

VOICE
«Любимый ребенок Компартии»: как TikTok связан с провластными СМИ Китая «Любимый ребенок Компартии»: как TikTok связан с провластными СМИ Китая

Коммунистическая партия, провластные СМИ и TikTok

Forbes
Кино как улика Кино как улика

Как одна телевизионная трилогия спасла троих невинно осужденных

Weekend
7 причин влюбиться в интроверта 7 причин влюбиться в интроверта

Почему вам стоит построить отношения с интровертом

Psychologies
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

Иногда мир становится словно картонным...

VOICE
Вспоминают о съемках, как о ночном кошмаре: как сложилась судьба актеров сериала Вспоминают о съемках, как о ночном кошмаре: как сложилась судьба актеров сериала

"Альф" закончился более 20 лет назад, интересно, что стало с героями сериала?

VOICE
Почему во время путча по телевизору показывали «Лебединое озеро» Почему во время путча по телевизору показывали «Лебединое озеро»

Как знаменитый балет стал символом путча и государственного переворота

Maxim
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
Разноцветная система: почему все планеты разного цвета Разноцветная система: почему все планеты разного цвета

О чем говорят оттенки планет?

ТехИнсайдер
Не просто выбросить, а заработать Не просто выбросить, а заработать

5 выгодных способов избавиться от старой техники

Лиза
Имеют ли право судебные власти Имеют ли право судебные власти

Юрист анализирует право человека на частную жизнь его мозга

ТехИнсайдер
«Костыль для общения»: можно ли построить отношения без манипуляций «Костыль для общения»: можно ли построить отношения без манипуляций

Попробуем разобраться, можно ли построить отношения без манипуляции

Psychologies
10 научных фактов о фильме «День независимости» 10 научных фактов о фильме «День независимости»

Кинофильм, запрещенный на планетах, где нет чувства юмора

Maxim
Люди сжульничали независимо от предыдущей победы или поражения Люди сжульничали независимо от предыдущей победы или поражения

От чего зависит жульничество в азартных играх?

N+1
Чилийские игнимбриты объяснили поведение супервулканов перед извержениями Чилийские игнимбриты объяснили поведение супервулканов перед извержениями

Магматические очаги будущих суперизвержений росли всего пару тысяч лет

N+1
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
Археологи раскопали дом небогатых жителей Помпей Археологи раскопали дом небогатых жителей Помпей

Внутри дома в Помпеях находились предметы быта и остатки мебели

N+1
Открыть в приложении