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:

 

 

 

2017-02-16 01:33:29 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

Новости космонавтики: SpaceX успешно посадила ступень ракеты Falcon 9 после запуска японского спутника.

Ракета SpaceX Falcon 9 стоит на стартовой площадке на мысе Канаверал, штат Флорида.

SpaceX успешно посадила многоразовую ступень ракеты Falcon 9 на роботизированную баржу в воскресенье 14 августа после того, как на орбиту был отправлен японский спутник связи.

Восьмой запуск калифорнийской компании SpaceX в этом году был частью ее постоянных усилий для повторного использования дорогостоящих ракетных частей, а не сброса их в океан.

Подробнее...

Новости космоса: Как развертывание магнитного экрана может улучшить атмосферу Марса для будущей колонизации.

Марс с плотной атмосферой в представлении художника.

Нынешний научный консенсус состоит в том, что, подобно Земле, у Марса когда-то было магнитное поле, которое защищало его атмосферу. Примерно 4,2 миллиарда лет назад магнитное поле этой планеты внезапно исчезло, что привело к тому, что атмосфера Марса медленно покидала планету.

В течение следующих 500 миллионов лет Марс превратился из более теплой и влажной среды в холодное, необитаемое место, которое мы знаем сегодня.

Подробнее...

Раскрытие секретов Вселенной

Это рендеринг художника показывает первые, массивные синие звезды вселенной, вложенные в газообразные нити, с космическим микроволновым фоном, только что видимым по краям. Используя радио наблюдение за далекой вселенной, исследователи, финансируемые NSF, Джадд Боумен из Аризонского государственного университета Алан Роджерс из Массачусетского технологического института и их коллеги обнаружили влияние таких ранних звезд на первичный газ. Хотя они не могут непосредственно видеть свет от массивных звезд, команда Боумана смогла вывести свое присутствие из затемнения космического микроволнового фона (CMB), в результате газовых нитей, поглощающих ультрафиолетовый свет звезд. CMB тускнеет, чем ожидалось, указывая на то, что нити, возможно, были холоднее, чем ожидалось, возможно, от взаимодействия с темной материей.

Новости астрономии:
Давным-давно, около 400 000 лет после начала Вселенной (Большой взрыв), вселенная была темной. Не было звезд или галактик, и вселенная была заполнена главным образом нейтральным газообразным водородом.

Затем, в течение следующих 50-100 миллионов лет, гравитация медленно вытягивала самые плотные области газа, пока в конечном счете газ не собрался в некоторых местах, чтобы образовать первые звезды.

Подробнее...