Поглощение когерентных молекул сделали отрицательным
Физики исследовали влияние эффектов когерентности на то, как изменяется форма спектров поглощения молекул водорода и дейтерия со временем. Во втором случае они обнаружили, что для отдельных энергий поглощение становится отрицательным, что соответствует режиму оптического усиления без инверсии населенности. Исследование опубликовано в Nature Photonics.
Когерентность — это важнейший ресурс современной физики микромира. Под когерентностью в узком смысле понимается свойство квантовых систем сохранять суперпозиционный характер ее состояний, который не свойственен ей в отсутствие возмущений. Наличие когерентности зачастую сильно меняет привычные процессы внутри атомов и молекул, приводя к возникновению индуцированной прозрачности и лазерной генерации без инверсии населенностей. Однако наиболее многообещающее использование когерентности — это квантовые вычисления. Подробнее об этом вы можете прочитать в нашем материале «Квантовая азбука: „Когерентность“».
В последние годы физики смогли получить доступ к когерентной динамике благодаря развитию техники аттосекундных импульсов. Короткое время действия и широкий спектр таких импульсов позволяет фиксировать изменение спектров поглощения со временем на аттосекундном масштабе («attosecond transient absorption spectroscopy» или сокращенно ATAS). В методе ATAS объект одновременно облучается инфракрасным и экстремально-ультрафиолетовым светом с управляемой задержкой между импульсами. Наибольших результатов с помощью этой техники удалось достичь в атомах, например, получить управляемые спектральные контуры. Причиной этого стало то, что у свободных атомов сравнительно простая структура энергетических уровней и, как следствие, разные линии достаточно хорошо разделены относительно друг друга. Этой простоты лишены спектры молекул, аттосекундный когерентный контроль которых пока не наблюдался.