Forschungsverbund Berlin eV (FVB) tərəfindən

redaktə edən: Gaby Clark , rəy verən: Robert Egan

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Təcrübə və nəzəri nəticələrin müqayisəsi. Təcrübənin sonunda müşahidə edilən dəlik lokalizasiyasında salınım, attosaniyəli impulslar cütü ilə birgə yayılan yaxın infraqırmızı (NIR) impulsu ( ^Τ _XUV-NIR ) arasındakı gecikmə və təcrübədə ölçülən H ^{+ ionunun impulsunun funksiyası kimi. Mənbə:} Nature (2026). DOI: 10.1038/s41586-026-10230-2

Kvant mexanikası maddənin atom səviyyəsində davranışını təsvir etməkdə son dərəcə uğurludur. Bu uğur insanı fiziki reallığın müəyyən aspektlərinin intuisiyamızdan çox kənara çıxdığını qəbul etməyə məcbur edir. Bunların arasında kvant dolaşıqlığı anlayışından daha maraqlısı yoxdur. Bu anlayış keçmişdə bir nöqtədə bir-biri ilə qarşılıqlı təsirdə olan iki hissəciyin bu qarşılıqlı təsirin yaddaşını necə saxladığını riyazi olaraq təsvir edir ki, iki hissəcikdən birinə təsir göstərməyin digər hissəciyin xüsusiyyətlərinə ölçülə bilən təsir göstərməsi, hətta ikisi çoxdan qarşılıqlı təsirini dayandırsa və aralarında əlaqənin artıq mümkün olmadığı qədər böyük bir məsafə ilə ayrılsa belə.

Maks Born İnstitutu (Berlin, Almaniya) ilə Madrid Muxtar Universiteti və IMDEA Nanociencia (İspaniya) arasında əməkdaşlıq nəticəsində əldə edilən bu yaxınlarda dərc olunmuş bir məqalədə elektronlar və molekulyar ionlar arasındakı kvant dolaşıqlığı elektron hərəkətinin təbii zaman miqyasında, yəni attosaniyədə araşdırılıb. Tədqiqat Nature jurnalında dərc olunub .

2022-ci ildə Alain Aspect, John F. Clauser və Anton Zeilinger “dolaşıq fotonlarla aparılan təcrübələrə, Bell bərabərsizliklərinin pozulmasını müəyyən etməyə və kvant informasiya elmində qabaqcıllığa görə” Nobel mükafatına layiq görülüblər. Daha sonra, 2023-cü ildə Pierre Agostini, Anne L’Huillier və Ference Krausz “maddədə elektron dinamikasının öyrənilməsi üçün işığın attosaniyə impulslarını yaradan eksperimental metodlara görə” Nobel mükafatına layiq görülüblər.

İlk baxışdan bu iki Nobel mükafatının ortaq cəhətləri azdır. Lakin, hazırda laboratoriyada istehsal olunan və foton enerjiləri istənilən ağla gələn birləşmənin (atom, molekul, maye və ya bərk cismin) bağlanma enerjilərindən çox olan həddindən artıq ultrabənövşəyi (XUV) şüalanmadan ibarət olan attosaniyəli impulslar fotoionlaşmaya və iki hissəli sistemin, yəni ion və fotoelektronun əmələ gəlməsinə səbəb olur. Ümumi dalğa funksiyası ion və fotoelektronu təsvir edən dalğa funksiyalarının tək birbaşa hasili kimi yazıla bilmədikdə, bunlar dolaşıqlaşacaq.

Son təcrübələrdə hidrogen molekulları (H2 ₎ daha uzun infraqırmızı impulsla birlikdə bir cüt attosaniyəli impuls istifadə edilərək ionlaşdırıldı və bu da _H2 ⁺ ionunun və fotoelektronun, yəni dolaşıq ola biləcək iki hissəciyin əmələ gəlməsinə səbəb oldu. Əksər attosaniyəli təcrübələrdə olduğu kimi, təcrübənin məqsədi ultrasürətli elektron dinamikasının, bu konkret halda fotoelektronun ayrılmasından sonra H2 molekulunda _qalan dəliyin ultrasürətli hərəkətinin müşahidəsi idi .

Belə dinamikanın müşahidəsi qalıq H2 ₊ ^molekulunda elektron koherentliklərin mövcudluğunu tələb edir , yəni H2+ ionundakı qalan elektron _müəyyən ^bir kvant vəziyyətinə aid edilə bilməz, lakin aralarında yaxşı müəyyən edilmiş faz əlaqəsi olan iki kvant vəziyyətinin superpozisiyasındadır. Daha dəqiq desək, təcrübədə H2+ neytral H-atomu (qalan tək bağlı elektronu ehtiva edir) və H+ ionunun (fotoelektronun geridə qoyduğu dəliyi ehtiva edir) birləşməsinə dissosiasiya edildikdə, təcrübənin sonunda dəliyin molekulun _hansı ^{tərəfində qaldığı} ölçülmüşdür .

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

Maraqlıdır ki, təcrübə və müşayiət olunan nəzəri hesablamalar göstərdi ki, H2+ ionunda dəlik dinamikasını və ya ekvivalent olaraq koherent elektron dinamikasını müşahidə etmək qabiliyyəti _neytral ^H2 molekulunu ionlaşdıran _{attosaniyəli} impulslar cütü arasındakı gecikmədən asılıdır və bu da öz növbəsində _H2 ⁺ ionu ilə fotoelektron arasındakı dolaşıqlıq dərəcəsini dəyişdirir .

Yuxarıdakı şəkildə təcrübənin əsas nəticəsi və nəzəri hesablamalar göstərilir. Attosaniyəli impuls cütü və infraqırmızı impuls arasındakı gecikməni dəyişdirməklə, təcrübənin sonunda dəliyin üstünlük təşkil etdiyi mövqedə bir salınım müşahidə edildi. Bu salınımın amplitudası (yəni, təcrübənin sonunda üstünlük təşkil edən dəlik lokalizasiyasının əldə edilə biləcəyi dərəcə, yəni koherentlik dərəcəsi) iki attosaniyəli impuls arasındakı gecikmədən asılıdır. H2+ ionu + fotoelektron sistemlərində dolaşıqlıq _qalan ^H2 ₊ ^molekulyar ionundakı elektron koherentlik hesabına baş verir və beləliklə, impulslar arasındakı gecikməni dəyişdirməklə bu koherentliyi idarə etməyə imkan verir.Yuxarı panel: dəlik lokalizasiyasının dərəcəsi həm ΤXUV-XUV, həm də ΤXUV-NIR-in funksiyası kimi. Aşağı panel: Dolaşıqlıq dərəcəsi (fon Neyman entropiyası ilə ölçülür). Göründüyü kimi, dəlik lokalizasiyasını görmək qabiliyyəti dolaşıqlıq dərəcəsi ilə tərs mütənasibdir və əksinə. Mənbə: Nature (2026). DOI: 10.1038/s41586-026-10230-2

Beləliklə, iş, attosaniyəli və az femtosaniyəli impulsların müxtəlif kombinasiyaları ilə attosaniyəli zaman şkalasına təsir göstərərək daha mürəkkəb molekulyar sistemlərdə koherentlikləri və dolaşıqlığı manipulyasiya etməyə yol açır. Bu, lazım olduqda molekulyar sistemlərdə kvant dolaşıqlığının dərəcəsini artırmaq (və ya azaltmaq) üçün faydalı ola bilər ki, bu da kvant informasiya texnologiyalarının daha da inkişafı üçün əhəmiyyətli ola bilər.

Nəşr detalları

L.-M. Koll və b., Attosaniyəli molekulyar fotoionlaşmada dolaşıqlıq və elektron koherentlik, Nature (2026). DOI: 10.1038/s41586-026-10230-2

Jurnal məlumatı: Təbiət 

Əsas anlayışlar

Xarici sahələrdə atom və molekulyar proseslərOptika və lazerlərKvant korrelyasiyaları, təməlləri və formalizmAtom texnikalarıOptik texnikalarFotoelektron texnikaları

Forschungsverbund Berlin eV (FVB) tərəfindən təmin edilmişdir