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
Суперкомпьютер раскрыл тайны «молекулярного ремонта» ДНК
Наука
В Китае разработали батарейку с радиоактивным углеродом, которая проработает до 100 лет
Наука
Ученые MIT разработали «простой способ» превратить клетки кожи в нейроны
Наука
Microsoft запускает ИИ Copilot для геймеров: он будет работать, как тренер
Новости
Частный лунный модуль сфотографировал солнечное затмение с Луны
Космос
Почему Вселенная несимметрична: физики приблизились к разгадке тайны
Новости
Посмотрите на обратную сторону спутника Марса: это второе фото в истории
Новости
Это приложение буквально заставляет трогать траву и блокирует соцсети
Новости
Посмотрите на место гибели лунного аппарата «Афина»
Новости
Apple призвала срочно обновить iPhone из-за критической уязвимости  
Новости
В РосНИИРОС опровергли планы ICANN закрыть домен .su  
Новости
Европейские охотники каменного века «путешествовали» по морю в Африку
Наука
Зонд «Гера» сделал снимки спутника Марса на пути к «пострадавшему в ДТП» астероиду
Космос
В испанской пещере нашли «фрагменты лица» древнейшего жителя Западной Европы
Наука
Стартап представил робота, который готовит как шеф-повар лучших ресторанов
Новости
В паровом реакторе впервые зажгли термоядерную плазму
Новости
Работа, написанная ИИ, прошла научное рецензирование, но есть нюансы
Наука
Смертоносные звезды: два массовых вымирания связали со взрывами сверхновых
Космос
Сразу четыре похожих на Землю планеты нашли у ближайшей одиночной звезды
Космос
Физики обнаружили доказательство предсказания Хокинга
Космос