Цивилизация
Международная команда ученых из Института физики Фрайбургского университета впервые научилась контролировать квантовые состояния электронов и фотонов в атомах гелия. Работа опубликована в журнале Nature.
Когда электроны находятся в атоме, их энергия может принимать только определенные значения, зависящие от свойств самого атома — квантовые состояния . Однако под воздействием мощных лазерных полей эти значения могут изменяться, создавая новые состояния, в которых электроны взаимодействуют с фотонами. Такие квантовые состояния возникают при интенсивности света в диапазоне от 10 до 100 триллионов ватт на квадратный сантиметр, а для их создания требуются сверхкороткие лазерные импульсы длительностью всего несколько триллионных долей секунды.
В новом исследовании ученые использовали свободно-электронный лазер FERMI, который генерирует интенсивное ультрафиолетовое излучение с длиной волны менее 100 нанометров. Это позволило эффективно воздействовать на электроны в атомах гелия. Чтобы добиться контроля над квантовыми состояниями, физики применили новую технику формирования лазерных импульсов, изменяя их свойства, такие как временная задержка между цветовыми компонентами излучения.
«Мы впервые смогли напрямую управлять квантовыми состояниями в атоме гелия, — сообщил доктор Лукас Брудер, руководитель исследования. — Эта техника открывает совершенно новое направление исследований».
Открытие может стать новым шагом в создании новых подходов к исследованию квантовых явлений и их применению в самых передовых областях науки.
Ранее ученые открыли новый вид магнетизма, ускоряющий работу электроники.