Ученые впервые научились контролировать квантовые состояния в атомах гелия

Международная команда ученых из Института физики Фрайбургского университета сделала прорыв в области квантовой физики, научившись контролировать квантовые состояния электронов и фотонов в атомах гелия. Это достижение было опубликовано в журнале Nature.

Когда электроны находятся в атомах, их энергия может принимать лишь определенные значения, называемые квантовыми состояниями. Однако при воздействии мощных лазерных полей эти значения могут изменяться, создавая новые квантовые состояния, в которых электроны начинают взаимодействовать с фотонами. Для их создания требуется экстремальная интенсивность света — от 10 до 100 триллионов ватт на квадратный сантиметр, а также сверхкороткие лазерные импульсы продолжительностью всего несколько триллионных долей секунды.

В ходе эксперимента 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. Для контроля над квантовыми состояниями физики применили новую технику формирования лазерных импульсов, меняя их свойства, такие как временная задержка между компонентами излучения.

«Мы впервые смогли напрямую управлять квантовыми состояниями в атоме гелия», — отметил доктор Лукас Брудер, руководитель исследования. — «Эта техника открывает совершенно новое направление исследований».

ПолитАналитика