Физики наблюдали, как энергия электрона настраивается соседними атомами

Физики наблюдали изменения квантового уровня, используя атомные колебания со скоростью, превышающей миллиардную долю секунды.

Физики из Регенсбургского университета наблюдали сдвиг квантованного электронного уровня с помощью атомных колебаний со скоростью, превышающей триллионную долю секунды. Ученые при этом смогли контролировать процесс. Подобные открытия могут иметь решающее значение для развития сверхбыстрых квантовых технологий.

Одна из странностей квантовой физики заключается в том, что частицы, например электроны, могут принимать только квантованные значения энергии — как если бы мяч, подброшенный в воздух, прыгал между определенными высотами, а не летал непрерывно. Но электронные уровни могут смещаться в результате столкновений с другими электронами или атомами. Процессы в квантовом мире обычно происходят на атомном уровне и к тому же невероятно быстры.

Используя новый тип сверхбыстрого микроскопа, ученым удалось напрямую наблюдать с атомным разрешением в сверхбыстрых временных масштабах, как энергия отдельного электрона настраивается вибрациями окружающих атомов. Физики использовали атомарно тонкий материал, чтобы исследовать, как меняется дискретный уровень энергии, когда этот атомный слой движется вверх и вниз, как мембрана барабана.

Исследователи обнаружили, что они могут изменить дискретный энергетический уровень дефекта — вакансии, вызывая барабанную вибрацию атомно-тонкой мембраны: атомное движение окружающих атомов смещается и, таким образом, контролирует энергетический уровень вакансии.

Чтобы отслеживать, как меняется уровень энергии, необходимо делать стробоскопические снимки уровня энергии, причем каждый снимок записывается менее чем за триллионную долю секунды, быстрее, чем пикосекунды.

Кармен Рёлке, соавтор исследования

Чтобы наблюдать стремительные и крошечные изменения, ученые использовали энергетическое и пространственное разрешение сканирующего туннельного микроскопа. В то же время использование специально подобранных ультракоротких лазерных импульсов позволяет записывать чрезвычайно быструю динамику в замедленном режиме.


Читать далее:

Опубликовано видео с самым быстрым роботом в мире

Ученые расшифровали священный язык на древней табличке: ей больше 3 000 лет

Назван год появления суперинтеллекта, который будет мыслить, как человек

Иллюстрация на обложке: Brad Baxley, Universität Regensburg

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Началась разработка космического двигателя на воде: что о нем известно
Космос
Через Млечный Путь несется пара объектов на гиперскорости: что о них известно
Космос
Названы опасные побочные эффекты использования ИИ для мозга
Наука
НАСА рискуют провалить главную лунную программу и не только
Кейсы
Прибор для анализа крови без уколов привлек 35 млн рублей от стартап-студии
Наука
«Джеймс Уэбб» рассмотрит астероид, который может угрожать Земле
Космос
Телескоп «Евклид» наблюдал редкое кольцо Эйнштейна в соседней галактике
Космос
Российские физики создали чрезвычайно вместительную «тару» для водорода
Наука
Внутреннее ядро Земли деформировалось за три десятилетия, считают геологи
Наука
Илон Маск предложил $97,4 млрд за OpenAI, ему выдвинули встречное предложение
Новости
«Росатом» нацелен на практическое применение квантовых технологий
Новости
Ученые предупреждают: риск столкновения самолетов с космическим мусором растет
Космос
В пустыне Ирака нашли 850 артефактов, созданных 1,5 млн лет назад
Наука
Стартап из Челябинска разработал умного помощника для анализа здоровья
Новости
Астрономы открыли крупнейшую структуру во Вселенной: она в 13 000 раз больше Млечного Пути
Космос
Люди ели врагов 18 000 лет назад: следы каннибализма нашли в пещере в Польше
Наука
Достижения российской науки за год: прорывы, исследования, технологии и планы на будущее
Кейсы
Ученые нашли способ идеально сварить яйцо
Новости
Странные звезды прилетают Млечный Путь: выяснилось, откуда они берутся
Новости
Выяснилось, как синие киты научились скрываться от косаток, несмотря на огромные размеры
Новости