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

Химики надышали аммиака в микрокапли воды Химики надышали аммиака в микрокапли воды

Что они представляют собой заряженные частицы, детектируемые с микрокаплями воды

N+1
Забыть и отпустить: 5 сигналов, что это не ваш мужчина Забыть и отпустить: 5 сигналов, что это не ваш мужчина

Как определить, что это не ваш мужчина?

Psychologies
Ядро Земли понемногу вытекает на поверхность Ядро Земли понемногу вытекает на поверхность

Может ли материал металлического ядра Земли выталкиваться на ее поверхность?

ТехИнсайдер
Антиоксиданты: что это такое, и зачем они нужны Антиоксиданты: что это такое, и зачем они нужны

Как работают антиоксиданты?

ТехИнсайдер
Вместо похода к психологу: 4 домашних дела, которые помогут успокоить нервы Вместо похода к психологу: 4 домашних дела, которые помогут успокоить нервы

Как снизить уровень стресса и снять тревогу в домашних условиях?

ТехИнсайдер
Чем страдал Ван Гог, от чего, скорее всего, умер и как это сказалось на его картинах Чем страдал Ван Гог, от чего, скорее всего, умер и как это сказалось на его картинах

Какая история стояла за картиной «Прогулка заключенных» Ван Гога?

Правила жизни
У живой клетки взяли половину цитоплазмы и секвенировали ее транскриптом У живой клетки взяли половину цитоплазмы и секвенировали ее транскриптом

Метод, позволяющий расшифровать транскриптом отдельных клеток, не убивая их

N+1
Дева - Отшельник, Водолей - Звезда: какая карта Таро у твоего знака зодиака? Дева - Отшельник, Водолей - Звезда: какая карта Таро у твоего знака зодиака?

Какая карта Таро связана с твоим знаком зодиака?

VOICE
История одной песни: Slayer, «Angel of Death», 1986 История одной песни: Slayer, «Angel of Death», 1986

Вещица про холокост и Освенцим, которая переменила рельеф экстремального металла

Maxim
Технологии в помощь здоровому сну: современные и необычные гаджеты для повышения качества сна Технологии в помощь здоровому сну: современные и необычные гаджеты для повышения качества сна

Среди специалистов по сну активно обсуждается вред для сна от гаджетов

ТехИнсайдер
Очищение крови Очищение крови

Рассказываем, как убрать из крови (а значит, и из всего организма) все лишнее

Лиза
«Все, что движется». Прогулки по беспокойной Вселенной от космических орбит до квантовых полей «Все, что движется». Прогулки по беспокойной Вселенной от космических орбит до квантовых полей

Отрывок из книги «Все, что движется» — как развивалась научная картина мира

N+1
Рубцы на коже: почему необходим комплексный подход к лечению Рубцы на коже: почему необходим комплексный подход к лечению

Можно ли сделать так, чтобы рубцы стали незаметными?

Psychologies
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
5 причин, почему нас пугают современные отношения 5 причин, почему нас пугают современные отношения

Как изменились отношения и почему мы стали их бояться?

Psychologies
Блокировка рецептора помогла мышам восстановиться после инсульта Блокировка рецептора помогла мышам восстановиться после инсульта

Лечение пептидом привело к улучшению локомоторных и сенсомоторных функций

N+1
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
5 эффективных приемов, которые продлят жизнь продуктов и сохранят их свежими надолго 5 эффективных приемов, которые продлят жизнь продуктов и сохранят их свежими надолго

Лайфхаки, которые продлят жизнь продуктам и значительно сократят расходы

ТехИнсайдер
Право на месть и милосердие: о чем говорили сторонники и противники смертной казни Право на месть и милосердие: о чем говорили сторонники и противники смертной казни

Отрывок из книги Тамары Эйдельман «Право на жизнь. История смертной казни»

Forbes
Электрон попал внутрь полости октафторкубана Электрон попал внутрь полости октафторкубана

Химики из Японии впервые синтезировали полностью фторированный аналог кубана

N+1
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
Конструктивное решение: 8 лучших книг о советской архитектуре Конструктивное решение: 8 лучших книг о советской архитектуре

Лучшие путеводители и справочники об архитектуре времен СССР

Forbes
Дочери Евы: генеалогию человечества по женской линии можно проследить до самой праматери Дочери Евы: генеалогию человечества по женской линии можно проследить до самой праматери

«Адам» и «Ева» — виртуальные точки, с которых человечество ведет родословную

ТехИнсайдер
Почему мы боимся одиночества и что делать, если вы одиноки? Почему мы боимся одиночества и что делать, если вы одиноки?

Почему одиночество гильотиной нависает над людьми?

Правила жизни
«Я пишу те книги, которые хотела бы читать сама». Писательница Вера Камша об «Этерне», «Игре престолов» и золотом веке российской фантастики «Я пишу те книги, которые хотела бы читать сама». Писательница Вера Камша об «Этерне», «Игре престолов» и золотом веке российской фантастики

Вера Камша — о том, как решиться на экранизацию собственной книги?

СНОБ
Биотехнологии в борьбе с кровососами: ученые нашли способ избавиться от комаров на даче. Теперь отдыхаем спокойно! Биотехнологии в борьбе с кровососами: ученые нашли способ избавиться от комаров на даче. Теперь отдыхаем спокойно!

Решения, которые позволяют быстро избавиться от насекомых

ТехИнсайдер
Послевоенные преступления Послевоенные преступления

Жан-Пьер Мельвиль и его нуары

Weekend
Жители эллинистической Береники разнообразно использовали ракушки от съеденных моллюсков Жители эллинистической Береники разнообразно использовали ракушки от съеденных моллюсков

Морские ресурсы играли важную роль в жизни эллинистической Береники

N+1
Психиатр и специалист по питанию из Гарварда назвала 6 продуктов, которые сохранят мозг «молодым и здоровым» Психиатр и специалист по питанию из Гарварда назвала 6 продуктов, которые сохранят мозг «молодым и здоровым»

Чем витамины группы В полезны для мозга и в каких продуктах они содержатся

Inc.
Принцесса Диана: истоки культа Принцесса Диана: истоки культа

Как появился миф о прекрасной принцессе Диане?

Psychologies
Открыть в приложении