{"id":25309,"date":"2012-02-17T20:22:12","date_gmt":"2012-02-17T17:22:12","guid":{"rendered":"http:\/\/www.fyysika.ee\/uudised\/?p=25309"},"modified":"2012-02-17T20:22:12","modified_gmt":"2012-02-17T17:22:12","slug":"eksperiment-naitas-et-aatomituum-voib-labipaistvaks-muutuda","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.fyysika.ee\/?p=25309","title":{"rendered":"Eksperiment n\u00e4itas, et aatomituum v\u00f5ib l\u00e4bipaistvaks muutuda"},"content":{"rendered":"

DESY teadlaste r\u00fchm tegi Dr Ralf R\u00f6hlsbergeri\u00a0 juhendamisel uurimust\u00f6\u00f6, kasutades k\u00f5rge heledusega s\u00fcnktrotron valgusallikat (high-brilliance synchrotron light source<\/em>) PETRA III-e. Uurijatel \u00f5nnestus muuta aatomituumi r\u00f6ntgenkiirte abil l\u00e4bipaistvateks. Samal ajal avastasid nad uue viisi, kuidas realiseerida optiliselt kontrollitavat valgusl\u00fclitit, mida on v\u00f5imalik kasutada valguse manipuleerimiseks valguse abil. See oleks t\u00e4htis koostisosa tulevaste t\u00f5husate kvantarvutite tarbeks. Uurimust\u00f6\u00f6 tulemused avalikustati teadusajakirja Nature<\/em> hiljuti avaldatud numbris.<\/strong><\/p>\n

Elektromagneetiliselt esile kutsutud l\u00e4bipaistvuse (ingl.k. electromagnetically induced transparency \u2013 EIT<\/em>) efekt on laserif\u00fc\u00fcsikute seas h\u00e4sti tuntud. Kindla lainepikkusega laserikiirgusega on v\u00f5imalik muuta mitte-l\u00e4bipaistvaid aineid teise lainepikkusega valguse jaoks l\u00e4bipaistvateks. Selle efekti tekitab keeruline kiirguse vastastikm\u00f5ju aatomi elektronkattega. DESY r\u00f6ntgenkiirte allika PETRA III abil \u00f5nnestus R\u00f6hlsbergeri juhitud Helmholtzi uurijate meeskonnal esmakordselt t\u00f5estada, et see l\u00e4bipaistvuse efekt kehtib ka r\u00f6ntgenkiirguse puhul, kui r\u00f6ntgenkiiri suunatakse M\u00f6ssbaueri raud-57 isotoobi aatomituumadele. See isotoop moodustab kaks protsenti looduses leiduvast rauast. \u00dcsna m\u00e4rkimisv\u00e4\u00e4rselt on selle efekti vaatlemiseks vajalik kasutada v\u00e4ga madalat kiirgusintensiivsust, mis on kontrastiks standartsetele EIT-i eksperimentidele, kirjutab Physorg.com<\/a>.<\/p>\n

\"\"<\/a>

Pildid kahest objektist, mis asuvad kahe paralleelse peegli vahel, illustreerivad elektromagneetiliselt esile kutsutud aatomituuma l\u00e4bipaistvuse printsiipi. R\u00f6ntgenkiirte vastastikune toime kahe rauakihiga seesuguses peegels\u00fcsteemis (optilises resonaatoris) tekitab raua ja selle peegelpiltide kvantmehaanilise superpositsioonilise seisundi. Selle t\u00f5ttu paistavad raua aatomituumad l\u00e4bipaistvatena. Pilt: Dr. Ralf Roehlsberger, DESY<\/p><\/div>\n

Teadlased asetasid k\u00e4esoleva eksperimendi k\u00e4igus kaks \u00f5hukest raud-57 aatomitest kihti optilisse \u00f5\u00f5nsusesse. Selleks oli kaks plaatinapeeglit paigutatud paralleelselt, mis v\u00f5imaldas \u00a0r\u00f6ntgenvalgust mitmeid kordi peegeldada. Kaks umbes kolme nanomeetri paksust raud-57 aatomitest kihti hoiti s\u00fcsiniku abil kahe plaatinapeegli vahel kindlas positsioonis. S\u00fcsinik on antud eksperimendis kasutatud lainepikkusel r\u00f6ntgenkiirte valguse suhtes l\u00e4bipaistev. Seda vaid 50-nanomeetrise kogupaksusega \u201ev\u00f5ileiba\u201c kiiritati v\u00e4ga madalate nurkade alt \u00fcli\u00f5hukese r\u00f6ntgenkiirega PETRA III s\u00fcnktrotroni kiirgusallikast.<\/p>\n

Selles peegels\u00fcsteemis peegeldub kiirgus mitmeid kordi edasi-tagasi, luues seisulaine \u2013 niinimetatud resonantsi. Kui valguse lainepikkuse ja m\u00f5lema rauakihi vahelist kaugust hoitakse \u00f5iges proportsioonis, on teadlastel v\u00f5imalik n\u00e4ha, kuidas raud muutub r\u00f6ntgenkiirte jaoks peaaegu l\u00e4bipaistvaks. Selle efekti ilmnemiseks peab \u00fcks rauakiht asetsema t\u00e4pselt kiirgusresonantsi miinimumis (noodis) ning teine t\u00e4pselt maksimumis. Kui kaht kihti \u00f5\u00f5nsuses nihutatakse, muutub s\u00fcsteem kohe mittel\u00e4bipaistvaks. Teadlased omistavad selle n\u00e4htuse kvant-optilisele efektile, mida p\u00f5hjustab aatomite vaheline vastastiktoime raudkihtides.<\/p>\n

Erinevalt \u00fcksikutest aatomist neelavad ja kiirgavad optilises \u00f5\u00f5nsuses olevad aatomid kiirgust s\u00fcnkroonselt. Antud eksperimendi geomeetria puhul t\u00fchistasid aatomite v\u00f5nked \u00fcksteist vastastikku, mille tulemusena paistab s\u00fcsteem l\u00e4bipaistvana. Kontrastina eelnevatele eksperimentidele optilises re\u017eiimis oli selle efekti esile kutsumiseks tarvis vaid m\u00f5nda valguskvanti.<\/p>\n

\u201eMeie uurimust\u00f6\u00f6 tulemus, aatomtuuma l\u00e4bipaistvuse saavutamine, on sisuliselt EIT efekt aatomtuumas,\u201c s\u00f5nas R\u00f6hlsberger. \u201eKahtlemata on esimeste kvantvalgusarvutite loomiseni pikk tee. Sellegipoolest oleme selle efekti abil v\u00f5imelised sooritama uut klassi kvantoptilisi eksperimente k\u00f5rgeima tundlikusega. Hamburgi ehitatava Euroopa XFEL r\u00f6ntgenlaseri abil on r\u00f6ntgenkiirguse kontrollimine r\u00f6ntgenkiirgusega reaalne v\u00f5imalus.\u201c<\/p>\n

K\u00e4esolev eksperiment t\u00e4hendab kahtlemata olulist tehnilist edasiminekut kvant-arvutustehnika jaoks. Lisaks v\u00f5imalusele muuta aineid kiirguse abil l\u00e4bipaistvateks on kiirguse intensiivsus tulevaste tehniliste saavutuste jaoks otsustava t\u00e4htsusega. Iga lisanduv valguskvant tekitab lisakadu soojuses; seda aga saaks k\u00e4esoleva \u00e4sjaavastatud efekti abil v\u00e4hendada.<\/p>\n

Nende eksperimentide j\u00e4tkumise v\u00f5imaldamiseks ja \u00fcliv\u00e4ikese r\u00f6ntgenkiire optimaalseks rakendamiseks paigaldatakse DESY-sse uus katte-asutus, kus on v\u00f5imalik neid optilisi \u00f5\u00f5nsusi toota ja optimeerida.<\/p>\n

DESY teadlaste l\u00e4bi viidud eksperimentide tulemused n\u00e4itasid ka teist paralleeli EIT efektiga: optilisse \u00f5\u00f5nsusesse l\u00f5ksustatud valgus liigub vaid m\u00f5nemeetrise sekundikiirusega, kui tavaliselt liigub valgus pea 300\u00a0000 kilomeetrit sekundis. Edasiste katsete k\u00e4igus selgitavad uurijad, kui aeglaselt valgus nendel tingimustel tegelikult liigub ja kas seda efekti on v\u00f5imalik teaduslikult rakendada. \u00dcheks v\u00f5imalikuks rakenduseks ja samas ka oluliseks ehituskiviks teel valgus-kvantarvutite v\u00e4ljat\u00f6\u00f6tamiseni on n\u00e4iteks informatsiooni hoiustamine \u00fcliaeglaste v\u00f5i isegi peatunud valgusimpulssidega.<\/p>\n

Allikas<\/a><\/p>\n

Teadusartikkel: \u201eElectromagnetically induced transparency with resonant nuclei in a cavity<\/a>\u201c<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

DESY teadlaste r\u00fchm tegi Dr Ralf R\u00f6hlsbergeri\u00a0 juhendamisel uurimust\u00f6\u00f6, kasutades k\u00f5rge heledusega s\u00fcnktrotron valgusallikat (high-brilliance synchrotron light source) PETRA III-e. Uurijatel \u00f5nnestus muuta aatomituumi r\u00f6ntgenkiirte abil l\u00e4bipaistvateks. Samal ajal avastasid nad uue viisi, kuidas realiseerida optiliselt kontrollitavat valgusl\u00fclitit, mida on v\u00f5imalik kasutada valguse manipuleerimiseks valguse abil. See oleks t\u00e4htis koostisosa tulevaste t\u00f5husate kvantarvutite tarbeks. Uurimust\u00f6\u00f6 […]<\/p>\n","protected":false},"author":448,"featured_media":25310,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_genesis_hide_title":false,"_genesis_hide_breadcrumbs":false,"_genesis_hide_singular_image":false,"_genesis_hide_footer_widgets":false,"_genesis_custom_body_class":"","_genesis_custom_post_class":"","_genesis_layout":"","footnotes":""},"categories":[16],"tags":[84,137],"class_list":{"0":"post-25309","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-teadusuudis","8":"tag-mantel","9":"tag-kvantnahtused","10":"entry"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/25309","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/448"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=25309"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/25309\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/25310"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=25309"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=25309"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=25309"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}