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: Найденное отношение в кривых вращения спиральных и неправильных галактик бросает вызов нынешнему пониманию темной материи.

Галактика NGC 6946 может не содержать темной материи

Команда во главе с исследователями из Университета Кейс Вестерн Резерв (англ. Case Western Reserve University) обнаружили новые существенные отношения в спиральных и неправильных галактиках: ускорение наблюдается в кривых вращения и хорошо согласуется с гравитационным ускорением, ожидаемым только от видимой массы.

В спиральных галактиках, таких как NGC 6946 на картинке, исследователи обнаружили отношение 1 к 1 между распределением звезд и газа и ускорением, вызванным воздействием гравитации.

Подробнее...

Исследование раскрывает характер протопланетного диска звезды HD 169142

ZIMPOL / SPHERE PDI наблюдения HD 169142 в VBB.

Новости космоса:

Новое исследование, основанное на наблюдениях, проведенных с помощью поляриметра изображений Цюриха (ZIMPOL), раскрывает информацию о природе протопланетного диска (проплида), окружающего звезду HD 169142. Исследование, представленное в статье, опубликованной 24 ноября на arXiv.org, раскрывает подструктуры и смещения в распределении пыли внутренней части диска.

HD 169142 - возрастом около шести миллионов лет. Звезда Хербига (Ae/Be) примерно в два раза больше, чем наше Солнце. Известно, что звезда находится на орбите по крайней мере одного массивного газового гиганта и имеет протопланетный диск.

Подробнее...

Новости астрономии: Удивительное открытие нового класса пульсирующих рентгеновских звезд.

Переменная звезда δ Цефея (дельта Цефея) - прототип класса звезд-цефеид.

Новый класс рентгеновских пульсирующих переменных звезд был обнаружен группой американских и канадских астрономов, возглавляемых Скоттом Энглом и Эдвардом Гиньяном из Университета Виллановы, США.

В рамках программы "Вилланова: тайная жизнь цефеид" новые рентгеновские наблюдения, полученные рентгеновской обсерваторией NASA Chandra и опубликованные в журнале Astrophysical Journal, показывают, что яркий прототип классической цефеиды - δ Cephei - является периодическим импульсным источником рентгеновского излучения.

Подробнее...