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
Найден способ экспоненциально повысить точность квантовых часов
Наука
Найдено крупнейшее облако заряженных частиц: оно в 20 раз больше Млечного Пути
Космос
Роботов научили определять местоположение людей на слух
Новости
Физики установили новый мировой рекорд точности работы кубита
Наука
Ученые восстановили пути миграции неандертальцев из Европы в Сибирь
Наука
В Китае создали ИИ для проектирования чипов: он справился за несколько дней
Новости
Четыре спутника НАСА наблюдали гигантский выброс плазмы на Солнце
Космос
Математики МГУ описали движение веществ в организме человека
Наука
В Стэнфорде создали вращающееся устройство, которое удаляет тромбы
Наука
В космосе впервые обнаружили гигантскую молекулу с 24 атомами углерода
Космос
Из-за отказа от прививок в России растет заболеваемость корью и коклюшем
Наука
Инженеры создали мягкого робота, который управляется лазерными лучами
Новости
В Apple усомнились в способности существующих моделей ИИ рассуждать
Новости
В IBM назвали сроки создания первого масштабного квантового компьютера
Новости
Посмотрите с орбиты Марса на гигантский вулкан, возвышающийся над облаками
Космос
В России приняли закон о создании единого национального мессенджера
Новости
Ученые выяснили, почему у летучих мышей «долгожителей» не бывает рака
Наука
Открыт прием заявок на премию «Промышленная робототехника»
Иннополис
Геофизик записал альбом из «музыки» сейсмических волн месторождения нефти
Новости
В желудке зауропода нашли остатки пищи: травоядный гигант глотал растения целиком
Наука