Physical Review Letters: Как квантовый свет «увидит» квантовый звук

Исследователи из Университета Восточной Англии предложили новый способ использования квантового света для визуального обнаружения квантового звука.

В опубликованной сегодня работе раскрывается квантово-механическое взаимодействие между вибрациями и частицами света, известными как фотоны, в молекулах.

Предполагается, что это открытие поможет ученым лучше понять взаимодействие света и материи на молекулярном уровне.

Кроме того, оно может открыть путь к решению фундаментальных вопросов о важности квантовых эффектов в различных областях применения — от новых квантовых технологий до биологических систем.

Доктор Магнус Борг из Школы физики UEA сказал:

В химической физике давно ведутся споры о природе процессов, в которых энергия частиц света переносится внутри молекул.

Являются ли они по своей сути квантово-механическими или классическими? Молекулы — сложные и беспорядочные системы, постоянно вибрирующие. Как эти колебания влияют на квантово-механические процессы в молекуле?

Эти процессы обычно исследуются с помощью методов, основанных на поляризации — том же свойстве света, которое используется в солнцезащитных очках для уменьшения отражений. Но это классическое явление.

Методы квантовой оптики — области физики, изучающей квантовую природу света и его взаимодействие с веществом в атомном масштабе, — могут предложить способ исследования настоящих квантовых эффектов непосредственно в молекулярных системах.

Квантовое поведение может быть выявлено путем изучения корреляций в излучении молекулы, помещенной в лазерное поле. Корреляции отвечают на вопрос, насколько вероятно, что два фотона испускаются очень близко друг к другу, и могут быть измерены с помощью стандартных методов.

Бен Хамфрис (Ben Humphries), аспирант кафедры теоретической химии UEA, заявил следующее:

Наше исследование показывает, что когда молекула обменивается фононами — квантово-механическими частицами звука — со своим окружением, это приводит к появлению узнаваемого сигнала в фотонных корреляциях.

В то время как фотоны регулярно создаются и измеряются в лабораториях по всему миру, отдельные кванты колебаний, которые являются соответствующими частицами звука, фононами, в общем случае не могут быть аналогичным образом измерены.

Новые результаты дают возможность исследовать мир квантового звука в молекулах.

Ведущий исследователь доктор Гарт Джонс (Garth Jones) из Химического факультета UEA сказал:

Мы также рассчитали корреляции между фотонами и фононами.

Было бы очень интересно, если бы наша работа вдохновила на разработку новых экспериментальных методик для непосредственного обнаружения отдельных фононов.

Работа опубликована в журнале Physical Review Letters.

24.10.2023


Подписаться в Telegram



Хайтек

Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий
Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий

Когда речь заходит о сверхпроводящих куби...

Nature Communications: Совершен прорыв в создании квантовых материалов
Nature Communications: Совершен прорыв в создании квантовых материалов

Исследователи из Калифорнийского универси...

PNAS: Клеточный каркас разобрали на микроскопические пути
PNAS: Клеточный каркас разобрали на микроскопические пути

Исследователи из Принстона применили спле...

Детекторы космических лучей для TAIGA- Muon запустят в серию в ТПУ
Детекторы космических лучей для TAIGA- Muon запустят в серию в ТПУ

Ученые из Томского политехнического униве...

Physical Review Letters: Открыт материал с большим невзаимным поглощением света
Physical Review Letters: Открыт материал с большим невзаимным поглощением света

В основе глобальной интернет-связи лежит оптич...

Applied Surface Science: Открыт путь к мемристорам нового поколения
Applied Surface Science: Открыт путь к мемристорам нового поколения

Мемристорные устройства представляют собой кат...

Frontiers of Optoelectronics: Прогресс в области двумерных полупроводников
Frontiers of Optoelectronics: Прогресс в области двумерных полупроводников

Замещающее легирование чужеродными элементами ...

Angewandte Chemie: Ученые объяснили, почему металлы превращаются в стекло
Angewandte Chemie: Ученые объяснили, почему металлы превращаются в стекло

Если проникнуть глубоко-глубоко под повер...

Создан катализатор для преобразования нитратного загрязнения в аммиак
Создан катализатор для преобразования нитратного загрязнения в аммиак

Загрязнения, извергаемые бурно развивающейся м...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Транзисторы на основе бальзового дерева усилят позиции зеленой электроники
Транзисторы на основе бальзового дерева усилят позиции зеленой электроники
Наноразмерное покрытие ускоряет работу катализаторов на основе наночастиц золота
Наноразмерное покрытие ускоряет работу катализаторов на основе наночастиц золота
Scientific Reports: ИИ показал больший творческий потенциал, чем человек
Scientific Reports: ИИ показал больший творческий потенциал, чем человек
Ecology: Японские медведи в поисках пищи разоряют лесопосадки
Ecology: Японские медведи в поисках пищи разоряют лесопосадки
NSMBio: Исследование проливает свет на истоки неврологических заболеваний
NSMBio: Исследование проливает свет на истоки неврологических заболеваний
British Journal of Anaesthesia: Ученые выявили ошибку в работе пульсоксиметров
British Journal of Anaesthesia: Ученые выявили ошибку в работе пульсоксиметров
FEARC: Археологи используют фундук для реконструкции древних лесных массивов
FEARC: Археологи используют фундук для реконструкции древних лесных массивов
PRL: Ученые продвинулись в управляемом ускорении электронов в микромасштабе
PRL: Ученые продвинулись в управляемом ускорении электронов в микромасштабе
Лесовосстановления недостаточно для возмещения углерода от заготовки древесины
Лесовосстановления недостаточно для возмещения углерода от заготовки древесины
Blood: Создана новая стратегия поиска и уничтожения стволовых клеток лейкемии
Blood: Создана новая стратегия поиска и уничтожения стволовых клеток лейкемии
PNAS Nexus: Хоть горшком назовите, только учитывайте культурные различия
PNAS Nexus: Хоть горшком назовите, только учитывайте культурные различия
Nature Comm: Ошибка Пифагора вынуждает пересмотреть принципы создания музыки
Nature Comm: Ошибка Пифагора вынуждает пересмотреть принципы создания музыки
Открыт антивозрастной эффект витамина D и рецептора в средней кишке дрозофилы
Открыт антивозрастной эффект витамина D и рецептора в средней кишке дрозофилы
Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий
Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий
Journal of the American Heart Association: Сидячий образ жизни приближает смерть
Journal of the American Heart Association: Сидячий образ жизни приближает смерть

Новости компаний, релизы

НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
«Инструменты инновационного развития»
«Инструменты инновационного развития»
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса