Большой коллектив ученых из разных стран, включая физиков из МГУ имени М.В. Ломоносова, объявил о результатах эксперимента, в котором он смог управлять квантовыми процессами с точностью до трех аттосекунд — одной миллиардной доли миллиардной доли секунды. Об этом сообщает пресс-служба МГУ со ссылкой на публикацию в журнале Nature Photonics.
Новый рекорд был достигнут на лазере на свободных электронах FERMI, установленном в международном исследовательском центре «Elettra Sincrotrone» в Триесте (Италия). Эксперимент был поставлен так: ученые облучали атом неона, используя для этого импульсы двух частот (в данном случае гармоник) — с длинами волн в 63,0 и 31,5 нанометров. Затем смотрели, когда и куда вылетают электроны из атома. Изменяя импульсы, им удалось добиться разрешения в три аттосекунды.
«…главный вывод, следующий из этого эксперимента, наверное, заключается в том, что это вообще в принципе возможно — контролировать квантовые процессы с точностью до нескольких аттосекунд», — сказала Елена Грызлова, один из авторов работы и старший научный сотрудник отдела электромагнитных процессов и взаимодействия атомных ядер НИИ ядерной физики имени Д.В. Скобельцына МГУ имени М.В. Ломоносова. В этом проекте принимает участие ведущий научный сотрудник того же института Алексей Грум-Гржимайло, о достижениях которого портал Научная Россия рассказывал в статье «Фторид лития запечатлевает образ рентгеновского излучения».
По словам Елены Грызловой, «двухцветные» лазерные измерения открывают целое поле для исследований физики ультрабыстрых процессов». Поэтому ученые уже подали заявку на эксперимент на лазере FERMI. Они хотят исследовать систему более сложную, чем атом неона — молекулу.
Умение управлять химическими процессами, сколь быстро бы они не протекали, — давняя мечта ученых. В последние десятилетия им удалось выйти на квантовый уровень и следить за колебаниями атомов с необыкновенной точностью — в 1999 году за фемтосекундные исследования химических процессов химик Ахмед Зевейл получил Нобелевскую премию.
Рентгеновский лазер на свободных электронах генерирует излучение очень короткими импульсами, длительностью в фемтосекунды — в этих долях секунды измеряются движение атомов в молекуле. Но электроны движутся в тысячу раз быстрее, для наблюдения за ними нужны промежутки максимум в сотни аттосекунд. Чтобы оценить масштаб проблемы, представьте, что такое одна секунда по отношению ко всей жизни Вселенной — так же одна аттосекунда относится к одной секунде.