Новости науки: Ученые представляют наиболее точные измерения времени квантовых скачков на сегодняшний день.

Автор: Ярослав Космос . Опубликовано в категории: АСТРОФИЗИКА

1 1 1 1 1 Рейтинг 5 [2 Голоса (ов)]

Воздействие на атом гелия лазером для замера времени квантового скачка.

Когда квантовая система изменяет свое состояние, это называется квантовый скачок. Как правило, эти квантовые скачки считаются мгновенными.

Теперь, новые методы для высокоточных измерений позволяют исследовать эволюцию во времени этих квантовых скачков. На временной шкале масштаба аттосекунд, эта временная задержка становится видимой.

Атом, например, может поглотить фотон, тем самым изменяя свое состояние на более высокоэнергетичное или ионизироваться, отдав полученную энергию улетевшему электрону. С новыми методами, разработанными в TU Wien (Вена), теперь стало возможным изучать временную структуру таких чрезвычайно быстрых изменений состояния.

Теоретическая часть проекта была сделана командой профессора Йоахима Burgdorfer из Венского Технологического Университета (Австрия), который также разработал первоначальную идею для эксперимента. Эксперимент проводился в Институте Макса Планка квантовой оптики в Гархинге (Германия). Результаты опубликованы в журнале Nature Physics.

Наиболее точное время измерения квантовых скачков.

Нейтральный атом гелия имеет два электрона. Когда он ударяется лазерным импульсом высокой энергии, он ионизируется. Этот процесс происходит на аттосекундной временной шкале - одна аттосекунда - миллиардная миллиардной доли секунды.

"Можно представить себе, что другой электрон, который остается в атоме, на самом деле не играет важную роль в этом процессе, но это не так", говорит Рената Pazourek (ТУ Вена). "Два электрона коррелируют, они тесно связаны с законами квантовой физики, они не могут рассматриваться как независимые частицы. Когда один электрон удаляется из атома, некоторая часть лазерной энергии может быть передана второму электрону. Он остается в атоме, но поднимается до состояния более высокой энергии."

Атом гелия. Четыре адрона и два электрона.

Таким образом, можно провести различие между двумя различными процессами ионизации: один, в которой оставшийся электрон приобретает дополнительную энергию и один, в котором он находится в состоянии с минимальной энергией. Используя сложную экспериментальную установку, можно было показать, что продолжительность этих двух процессов не является одинаковой.

"Когда оставшийся электрон перескакивает в возбужденное состояние, процесс ионизации фотонами немного быстрее - примерно на пять аттосекунд", говорит Стефан Nagele. "Примечательно, насколько хорошо экспериментальные результаты согласуются с теоретическими расчетами и крупномасштабными компьютерными моделированиями. Точность эксперимента лучше, чем одна аттосекунда. Это наиболее точное измерение времени квантового скачка на сегодняшний день."

Контроль на уровне аттосекунд.

Эксперимент дает новое понимание физики сверхкоротких временных масштабов. Эффекты, которые несколько десятилетий назад считались "мгновенными" теперь можно рассматривать как временные события, которые могут быть вычислены, измерены и даже контролируемы. Это не только поможет понять основные законы природы, но также привносит новые возможности манипулирования материей на квантовом уровне.

НАУЧНАЯ РАБОТА: ПО МАТЕРИАЛАМ:

 

 

 

2019-02-02 17:16:14 Время квантового скачка замеряли при помощи ионизации атома гелия лазером.
AstroNews Logo

Добавить комментарий

Комментарии нарушающие ПРАВИЛА будут удаляться, а их авторы возможно будут забанены.

СЛУЧАЙНЫЕ НОВОСТИ КОСМОСА

Были обнаружены две экзопланеты суб-Юпитер, вращающиеся вокруг ярких звезд

Слева: Калиброванная фотометрия K2 для HD 89345 (сверху), с вертикальными клещами, указывающими местоположение транзитов, и фазосвержденная фотометрия и лучшая модель кривой блеска (снизу). Справа: То же, но для HD 286123.

Новости космоса:
Используя продленную миссию Кеплера NASA, известную как K2, астрономы идентифицировали две новые экзопланеты газового гиганта. Недавно обнаруженные чужие миры, обозначенные HD 89345 b и HD 286123 b, представляют собой теплые, низкоплотные планеты, окружающие яркие звезды.

HD 89345 и HD 286123 звезды наблюдались K2 во время кампании космического аппарата 13 и 14 в период с марта по август 2017. К2 является переориентированой миссией космического аппарата Kepler для выполнения высокоточной фотометрии выбранных полей в эклиптике, после провала двух в 2013 году. С тех пор возрожденный космический корабль Кеплера обнаружил более 300 внесолнечных миров.

Подробнее...

Астрономы нашли доказательства образования звёзд всего через 250 миллионов лет после Большого Взрыва

Галактический кластер MACS J1149.5 + 2223, снятый с космического телескопа NASA / ESA Hubble, и изображение вставки - это галактика MACS1149-JD1, расположенная на расстоянии 13,28 миллиарда световых лет от ALMA. Здесь распределение кислорода, обнаруженное с помощью ALMA, показано зеленым цветом.

Новости космоса:
Вскоре после Большого Взрыва первые поколения звезд начали изменять химический состав примитивных галактик, медленно обогащая межзвездную среду основными элементами, такими как кислород, углерод и азот. Поиск самых ранних следов этих общих элементов прольет важный свет на химическую эволюцию галактик, включая нашу собственную.

Новые наблюдения с массивным миллиметровым / субмиллиметровым массивом Атакама (ALMA) показывают слабую сигнальную сигнатуру кислорода, поступающего из галактики на рекордном расстоянии 13,28 миллиарда световых лет от Земли, что означает, что мы наблюдаем этот объект так, как он появился когда вселенной было всего 500 миллионов лет, или менее 4 процентов её нынешнего возраста.

Подробнее...

Компания INTERNATIONAL LAUNCH SERVICES (ILS) получила дополнительные заказы на пусковые услуги ракеты-носителя «Протон-медиум»

КОМПАНИЯ INTERNATIONAL LAUNCH SERVICES (ILS) ПОЛУЧИЛА ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЗАКАЗЫ НА ПУСКОВЫЕ УСЛУГИ РАКЕТЫ-НОСИТЕЛЯ «ПРОТОН-МЕДИУМ»

Новости космоса:
Дочерняя компания Центра Хруничева – International Launch Services (ILS) - один из ведущих поставщиков коммерческих пусковых услуг, получила заказы на несколько пусков двухступенчатой версии ракеты-носителя «Протон-М» («Протон-Медиум» в классификации ILS) с использованием либо стандартного обтекателя четырехметрового диаметра (4, 35 м), либо увеличенного обтекателя пятиметрового диаметра (5.2 м). Запуски по этим программам, которые будут осуществляться с пусковой установки №24 космодрома Байконур, начнутся в конце 2019 года.

Двухступенчатая модификация ракеты-носителя «Протон-М» позволяет обеспечить запуски одного, двух или нескольких космических аппаратов с массой 3, 5 – 6 тонн на различные орбиты.

Подробнее...