С помощью кратких рентгеновских импульсов физики научились управлять состоянием отдельных атомных ядер. Этот метод может стать прорывом в ядерной физике, позволяя не только наблюдать за нуклонами, но и изменять их состояние, создавая материалы с заданными характеристиками.
Этот атом смещает фазы двух итоговых импульсов на половину длины волны, что приводит к задержке во времени получения импульсов мишенью. Изменение дипольного момента перехода атома-мишени фиксируется детектором.
Исследование, раскрывающее грандиозный прорыв в области европейской физики. опубликована в рецензируемом журнале NatureВ исследовании принимали участие специалисты из Института ядерной физики Общества Макса Планка. Max Planck Institut für Kernphysik, Гейдельберг), синхротрона DESY (Гамбург) и французского ускорителя ESRFВ Гренобле экспериментально показали контроль над ядрами атомов изотопа железа. 57FeЗа считанные зептосекунды, кажущиеся несущественными, началось бедствие.
Схема экспериментов кажется простой и ясной. Источник рентгеновского луча кратким импульсом освещает первый образец, тот возбуждается и переизлучает свет во втором направлении к второму образцу, который таким образом получает два импульса.
С первичным пучком фотонов можно взаимодействовать интересным способом. Если первый импульс возбудил первое ядро так, что оно сместилось на половину длины волны рентгеновского излучения, то два импульса приходят во второе ядро (мишень) со сдвигом. В результате второе ядро не переизлучает полученную энергию сразу, а возбуждается еще сильнее. По тому, через какое время происходила «разрядка» нуклонов второго ядра… 57FeУченые оценивали результаты своих действий. В действительности всё куда более сложно, но таким образом немецкие физики изложили эксперимент для неспециалистов.
Для ядерной физики этот прорыв имеет большое значение. Ученые получили метод точного измерения состояния ядра отдельного атома и метод его непосредственного изменения. Из возможных сфер применения этой технологии ученые выделяют создание атомных батарей, где заряд накапливается не ионами, а субатомными частицами. Еще одно важное свойство нового метода — прецизионное определение частоты колебаний атома, что открывает путь к еще более точным часам.
В современной экспериментальной физике существует множество методов управления отдельными атомами. Практически все эти методы используют облучение мишеней когерентным потоком фотонов, то есть лазерным излучением. Взаимодействие малых частиц с этим излучением зависит от длины его волны.
Ранее у исследователей было недостаточно источников рентгеновского излучения. Частота такого излучения достаточно высока (длина волны мала), чтобы с высокой вероятностью попадать в ядро атома. С увеличением числа синхротронов всё больше становится доступными соответствующие инструменты.