alexpashkov (alexpashkov) wrote,
alexpashkov
alexpashkov

Category:

Ученые СПбПУ открыли новые явления в атоме



Ученые Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) обнаружили, что причиной неполного спонтанного распада возбужденных атомов в волноводе может являться поляризационный отбор. Исследование опубликовано в одном из старейших и ведущих журналов по физике в мировой научной литературе “Physical Review A”. Описанное явление открывает новые возможности для развития квантовых технологий.

Атом, который подвергли какому-либо воздействию – светом или электронным ударом, переходит в возбужденное состояние. При этом он достаточно быстро возвращается в основное состояние – это и есть явление спонтанного распада. В обычных условиях для одного атома в свободном пространстве характерен полный распад. Это означает, что вся энергия атомного возбуждения перекочевывает в фотон, а сам атом релаксирует в основное состояние.

Если атом поместить в волновод (металлическую полую трубку), то его свойства кардинально изменятся. Пространственная структура электромагнитного поля будет другой, потому что на нее накладываются граничные условия волновода. Как следствие, поменяются и свойства атома. Волновод усиливает любое электромагнитное взаимодействие, так как пространство ограничено стенками, и даже на очень большом расстоянии атомы могут сильно влиять друг на друга, что очень нетривиально.

«Наша статья посвящена динамике спонтанного распада, то есть исследованию скорости, с которой атом переходит из возбужденного в основное состояние. В частности, мы обнаружили явление неполного распада из-за поляризационного отбора. То есть определенная поляризационная компонента атомного возбуждения распадается и рождает фотоны, а другая поляризационная компонента так и остается в атоме. Поэтому он будет наполовину возбужден, наполовину нет», – прокомментировал первый автор статьи Алексей КУРАПЦЕВ, доцент Высшей школы прикладной физики и космических технологий СПбПУ.

Помимо одноатомного распада ученые рассмотрели механизм взаимодействия двух атомов в волноводе. И если в одноатомном распаде остается ½ энергии, то в ситуации с двумя атомами это будет другая доля в зависимости от взаимного расположения атомов.

Изучение подобных оптических свойств атома необходимо для развития целого ряда квантовых технологий, которые основаны на взаимодействии фотонов с атомами. В частности в последнее время все более актуальными становятся квантовые информационные технологии – квантовые вычисления, повторители, криптография и т.д.

«Важно не только понимать свойства атомов и характер их взаимодействия, но и уметь контролировать их. Структура волноводов позволяет добиться управления свойствами атомов. Если мы знаем, что в волноводе характер спонтанного распада другой, стало быть, можно предсказуемым образом изменять размеры волновода и воздействовать на атомы. То есть моделировать среду с заранее заданными свойствами», – пояснил Алексей КУРАПЦЕВ.

Ученые планируют продолжать исследования и научиться управлять лэмбовскими сдвигами (сдвигами энергетических уровней). За открытие этого явления в 1955 году Уиллис Юджин Лэмб был удостоен Нобелевской премии. Исследователь обнаружил, что вакуумное поле не только воздействует на спонтанный распад, но еще и сдвигает уровни атомов. В свободном пространстве одинаковые возбужденные состояния различных атомов сдвигаются на одинаковые величины. В резонаторах и волноводах одни и те же уровни и подуровни разных атомов могут сдвигаться на разные величины, что будет влиять на характер взаимодействия атомов.


Подписывайтесь на «КарауловLIFE» в социальных сетях!

Tags: Санкт-Петербург, Студенты, Университет
Subscribe

promo veldyaksov 10:16, thursday 29
Buy for 20 tokens
Дополнение к предыдущей статье «Почему мы не платим себе» Если вы собственник компании и выполняете «не свою» работу, вы теряете деньги. Например, вы выполняете функции курьера, который стоит условные 150 рублей в час. Вы думаете: — «Да ничего страшного, отвезу, мне не сложно»; — «Это…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 0 comments