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

В эту субботу с Землей сблизился опасный астероид "Фаэтон"

Траектория астероида Фаэтон

Новости астрономии:

Огромный астероид "Фаэтон" сблизился с Землей в субботу 16 декабря.
Диаметр астероида 4,8 километра, он пролетит в десяти миллионах километров от нашей планеты, это в 27 раз превышает расстояние от Земли до Луны. Подобное сближение следующий раз произойдет только в 2093 году.

В NASA Фаэтон относят к категории "потенциально опасных" небесных тел, которые, в случае столкновения, могут нанести Земле непоправимый ущерб. Из-за своей орбиты астероид, двигаясь вокруг Солнца, пересекает орбиты четырех планет от Меркурия до Марса. О его существовании стало известно ещё в 1983 году благодаря снимкам с космического спутника IRAS.


НЕ ЗАБУДЬТЕ ПОДЕЛИТЬСЯ ЭТОЙ СТАТЬЕЙ:

Ученые отвечают на долго обсуждаемую тайну того, что сформировало марсианские пейзажи

Изображение поверхности Марса

Ученые из Открытого университета (OU) обнаружили процесс, который мог бы объяснить давно обсуждаемую тайну того, как наземные особенности на Марсе формируются в отсутствие значительного количества воды.

Эксперименты, проведенные в Моделирующей камере OU Mars - специализированное оборудование, способное имитировать атмосферные условия на Марсе, показывают, что тонкая атмосфера Марса (около 7 мбар - по сравнению с 1000 мбар на Земле) в сочетании с периодами относительно теплых температур поверхности заставляет воду, текущую на поверхности, сильно кипеть.

Подробнее...

В целях планетарной обороны астрономы отслеживали астероид

Международная команда астрономов, возглавляемая учеными НАСА, успешно завершила первое глобальное упражнение с использованием настоящего астероида для проверки возможностей глобального реагирования.

Планирование, так называемой «Наблюдательной кампании TC4», началось в апреле под эгидой НАСА по координации планетарной обороны. Учения начались всерьез в конце июля, когда очень большой телескоп Европейской южной обсерватории зафиксировал астероид.

Подробнее...