Naukowcy z precyzją lasera kontrolują egzotyczne, kwantowe stany hybrydowe w atomach helu

WarsawMiędzynarodowy zespół naukowców kierowany przez dr. Lukasa Brudera z Uniwersytetu we Fryburgu opracował nową metodę kontroli hybrydowych stanów kwantowych elektron-foton w atomach helu. Używając intensywnych impulsów światła w ekstremalnym ultrafiolecie, naukowcy wykorzystali laser na wolnych elektronach FERMI w Trieście we Włoszech. Odkrycie to otwiera nowe możliwości w podstawowych badaniach kwantowych.

Badania dotyczą tzw. "stanów ubranych," które są wyjątkowymi stanami powstającymi, gdy atomy są naświetlane bardzo silnym światłem laserowym. Zjawiska te zachodzą, gdy moc lasera wynosi od dziesięciu do stu bilionów watów na centymetr kwadratowy, co powoduje zmiany w normalnych poziomach energetycznych elektronów w atomach. Tworzenie takich impulsów laserowych, trwających zaledwie bilionową część sekundy, wymaga zaawansowanej technologii i precyzyjnego kontrolowania różnych parametrów.

Intensywność impulsów laserowych, Poziomy energetyczne elektronów, Czas i długość trwania impulsów, Składniki barwne promieniowania laserowego

Lasery na swobodnych elektronach, takie jak FERMI, odgrywają kluczową rolę w produkcji promieniowania EUV o długości fali poniżej 100 nanometrów. Dzięki tej technologii naukowcy mogą zmieniać stany elektronów w sposób, który nie był możliwy przy użyciu światła widzialnego. Wykorzystując impuls laserowy jako "nasiono", zespół potrafił precyzyjnie dostroić emisję i uzyskać kontrolę nad krótkotrwałymi stanami kwantowymi.

Zobacz również:

Dzisiaj · 07:16

Naukowcy odkrywają, jak powstają potężne burze pyłowe na Marsie w nowych badaniach

Naukowcy osiągnęli lepszą kontrolę nad stanami kwantowymi, co może mieć istotne konsekwencje. Ten postęp umożliwia głębsze badanie układów kwantowych i poszerza naszą wiedzę o zachowaniu atomów. Takie przełomy mogą znaleźć zastosowanie w dziedzinach wymagających precyzyjnej kontroli atomowej, takich jak badania chemiczne i nanotechnologia.

Zwiększenie zdolności do tworzenia i zarządzania tymi stanami może uczynić eksperymenty z laserami na swobodnych elektronach bardziej efektywnymi. Taka efektywność pozwala oszczędzić czas i zasoby oraz odkrywać rzeczy, które dotąd były poza naszym zasięgiem. Lepsza kontrola na poziomie kwantowym może prowadzić do nowych materiałów lub postępów w technologiach takich jak komputery kwantowe.

Badanie to rozwija mechanikę kwantową i przygotowuje pole do przyszłych innowacji technologicznych. Dzięki zgłębianiu ekstremalnych stanów materii i energii, naukowcy torują drogę dla nowych technologii, które dopiero zaczynają się rysować na horyzoncie.