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

Новости космоса: Необычная 'сверхновая-хамелеон' SN 2014C.

Галактика NGC 7331 и сверхновая SN 2014C.

В ядерных реакциях, которые происходили в древних звездах генерируется большая часть материала, из которых состоят наши тела, наша планета и наша солнечная система.

Когда звезды заканчивают свою жизнь катаклизмом под названием сверхновые, эти вновь образовавшиеся элементы разлетаются во все стороны по галактике.

Подробнее...

Новости космоса: Гравитационные волны от слияния черных дыр в третий раз были зафиксированы детектором LIGO.

Логотип детектора LIGO на фоне визуализации гравитационных волн.

Обсерватория гравитационно-волновой лазерной интерферометрии (LIGO) сделала третье обнаружение гравитационных волн, - рябь в пространстве-времени, подтверждая предыдущие результаты.

Как и в случае первых двух обнаружений, источник волн - сливающиеся черные дыры звездных масс. Результатом слияния является более массивная черная дыра, масса которой равна сумме масс слившихся ЧД, за вычетом примерно 2 масс Солнца превратившихся в энергию гравитационных волн.

Подробнее...

Стратосфера планеты WASP-18b наполнена угарным газом

Команда ученых под руководством НАСА определила, что WASP-18b, «горячий Юпитер», расположенный на расстоянии 325 световых лет от Земли, имеет стратосферу, которая загружена окисью углерода, но не имеет признаков воды.

Новости космоса:

Команда, возглавляемая НАСА, обнаружила доказательства того, что огромная экзопланета WASP-18b обернута в удушающую стратосферу с угарным газом и лишенную воды. Результаты получены после нового анализа наблюдений космических телескопов "Хаббл" и "Спитцер".

Формирование слоя стратосферы в атмосфере планеты связано с «солнцезащитными» молекулами, которые поглощают ультрафиолетовое (УФ) и видимое излучение, исходящее от звезды, и затем выделяют эту энергию в виде тепла. Новое исследование предполагает, что «горячий Юпитер» WASP-18b, массивная планета, которая вращается вблизи своей звезды, имеет необычный состав, и формирование этого мира сильно отличается от формирования Юпитера и газовых гигантов в других системах.

Подробнее...