Учёные из Лундского университета в Швеции разработали метод KRAKEN, который позволяет точно измерять квантовое состояние электронов, выбиваемых из атомов под воздействием высокоэнергетических световых импульсов.
Метод KRAKEN основан на фотоэлектронной спектроскопии, но идёт дальше: он позволяет фиксировать не только классические параметры фотоэлектрона, такие как скорость, но и его полное квантовое состояние. Исследователи используют пару лазерных импульсов разной длины волны, чтобы сделать серию снимков квантового состояния электрона и затем реконструировать его в трёхмерном виде. Этот подход сравним с компьютерной томографией, только вместо мозга исследуется квантовый объект.
Эксперименты с атомами гелия и аргона
Тестирование нового метода на атомах гелия и аргона показало, что квантовое состояние фотоэлектронов зависит от материала, из которого они выбиваются. Это открытие может повлиять на многие области науки, включая атмосферную фотохимию и разработку систем сбора световой энергии, таких как солнечные панели и фотосинтетические процессы в растениях.
Связь с квантовыми технологиями
Метод KRAKEN объединяет две научные области: аттосекундную физику и спектроскопию, а также квантовую информатику и технологии. Он соответствует концепции «второй квантовой революции», направленной на управление отдельными квантовыми объектами для их применения в различных технологических сферах.
Хотя методика не приведёт к немедленному созданию квантовых компьютеров, она даёт учёным важную информацию о квантовых свойствах фотоэлектронов. Эти знания помогут глубже понять процессы, происходящие в материале после выбивания электрона, что особенно важно при изучении новых материалов.
Будущее квантовых исследований
Исследователи надеются, что в будущем метод KRAKEN поможет проследить, как квантовые свойства электронов меняются со временем, переходя от квантового состояния к классическому. Это может дать ключ к пониманию фундаментальных принципов квантовой механики и её связи с макромиром.
Результаты исследования опубликованы в Nature.
Читать далее:
В пустыне Ирака нашли 850 артефактов, созданных 1,5 млн лет назад
Через Млечный Путь несется пара объектов на гиперскорости: что о них известно
Началась разработка космического двигателя на воде: что о нем известно
Обложка: AI | vecstock