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: Хаббл находит планету, которая вращается одновременно вокруг двух звезд.

Газовый гигант, обращающейся вокруг пары красных карликов в системе OGLE-2007-BLG-349 в представлении художника.

Астрономы с помощью космического телескопа Хаббл (Hubble), подтвердили существование планеты, вращающейся вокруг двух звезд в системе OGLE-2007-BLG-349, расположенной в 8000 световых лет от Земли в направлении центра нашей Галактики.

Орбита планеты находится на расстоянии около 300 миллионов миль от звездной пары - это примерно расстояние от пояса астероидов до нашего Солнца.

Подробнее...

Атмосферные сезонные колебания могут сигнализировать о наличии жизни

Спутники контролируют, как меняется «зелень» с сезонами Земли. Ученые UCR изучают сопровождающие изменения состава атмосферы как маркер жизни на далеких планетах.

Новости космоса:
Десятки потенциально пригодных для жизни планет были обнаружены за пределами нашей солнечной системы, и многие другие ожидают обнаружения.

Охота на жизнь в этих местах, которую невозможно лично посетить, начнется с поиска биологических продуктов в их атмосферах. Эти атмосферные отпечатки жизни, называемые биосигналами, будут обнаружены с помощью телескопов следующего поколения, которые измеряют состав газов, окружающих планеты, которые находятся в световых годах.

Подробнее...

Данные Кеплера свидетельствуют о существовании 20 перспективных экзопланет, скрывающихся на виду

NASA Kepler

Большая международная команда исследователей, работающих с данными, отправленными полученными космическим телескопом NASA Kepler, обнаружила доказательства 20 ранее неизвестных перспективных экзопланет.

В своей статье, загруженной на сервер препринта arXiv, команда описывает экзопланеты и выделяет те, которые, по-видимому, наиболее подходят для категории Goldilocks.

Подробнее...