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

Ученые МИСИС выяснили, как сделать суперконденсаторы ещё круче
Ученые МИСИС выяснили, как сделать суперконденсаторы ещё круче

Исследователи из университета МИСИС усове...

Science Advances: Ученые научились предсказывать водородное охрупчивание
Science Advances: Ученые научились предсказывать водородное охрупчивание

При выборе материала для инфраструктурных...

В ПИШ КАИ создали «мост» к цифровому двойнику композитных преформ
В ПИШ КАИ создали «мост» к цифровому двойнику композитных преформ

Образовательное пространство Технологическое м...

Physical Review Letters: Ученые описали альтернативный магнетизм
Physical Review Letters: Ученые описали альтернативный магнетизм

Магнитные материалы традиционно классифицируют...

Nature: Международная группа ученых решает сложную физическую задачу
Nature: Международная группа ученых решает сложную физическую задачу

Сильно взаимодействующие системы играют важную...

В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом
В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом

С помощью большой языковой модели инженеры Мас...

Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах

Исследовательская группа, работающая в UN...

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

Когда речь заходит о сверхпроводящих куби...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

В России предложили новую классификацию камней в почках по структуре и составу
В России предложили новую классификацию камней в почках по структуре и составу
ACS Nano: Благодаря 3D-печати ученые впервые увидели, как светятся наноструктуры
ACS Nano: Благодаря 3D-печати ученые впервые увидели, как светятся наноструктуры
Ученые МИСИС выяснили, как сделать суперконденсаторы ещё круче
Ученые МИСИС выяснили, как сделать суперконденсаторы ещё круче
Исследование МГПУ объясняет, как справиться с одиночеством в мегаполисе
Исследование МГПУ объясняет, как справиться с одиночеством в мегаполисе
Как музыка влияет на эмоции дошкольников: открытие психологов МГУ
Как музыка влияет на эмоции дошкольников: открытие психологов МГУ
Студент из Владивостока придумал товарные ценники на основе электронных чернил
Студент из Владивостока придумал товарные ценники на основе электронных чернил
Microgravity: Полет на Марс может не состояться из-за просроченных лекарств
Microgravity: Полет на Марс может не состояться из-за просроченных лекарств
Археологи СФУ нашли артефакты первых русских поселенцев Красноярска
Археологи СФУ нашли артефакты первых русских поселенцев Красноярска
Горные деревья спасаются от потепления, сползая и поднимаясь по склонам
Горные деревья спасаются от потепления, сползая и поднимаясь по склонам
Transportation Research: Выбросы абразива от поездов вызывают беспокойство
Transportation Research: Выбросы абразива от поездов вызывают беспокойство
Ученые из СПбГУТ отправились в научную экспедицию в Арктику
Ученые из СПбГУТ отправились в научную экспедицию в Арктику
Казанские ученые заявили, что адаптивность молочного скота важнее генетики
Казанские ученые заявили, что адаптивность молочного скота важнее генетики
Звездный магнетизм может указывать на потенциальную обитаемость экзопланеты
Звездный магнетизм может указывать на потенциальную обитаемость экзопланеты
IEEE Access: Актуатор в реабилитационных перчатках восстановит движение пальцев
IEEE Access: Актуатор в реабилитационных перчатках восстановит движение пальцев
Scientific Reports: Экологичное лечение спасает яйца кальмаров от паразита
Scientific Reports: Экологичное лечение спасает яйца кальмаров от паразита

Новости компаний, релизы

Ученые ТПУ в составе международной коллаборации выяснили, что смертность от болезней сердца в мире снизилась на 35% за после...
ИТ: тренды индустрии и рынка труда
Ведущие игроки агрорынка представят новинки на «Дне поля» в Агробиотехнопарке Казанского ГАУ
В России начинает работу фонд для нуждающихся в сложном высокотехнологичном лечении
Казанский ГАУ запускает подготовку специалистов по экологии и природопользованию