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ROR体育app-中科院精密测量院等在分子“阿秒钟”探测量子隧穿时间研究方面取得进展

作者:ROR体育app 发布时间:2021/11/19 点击量:825

 ROR体育app-中科院精密测量院等在分子“阿秒钟”探测量子隧穿时间研究方面取得进展

近日,中国科学院周详丈量科学与手艺立异研究院柳晓军团队与合作者提出了一种新奇的、完全基在离子碎片探测的份子阿秒角条纹(亦称份子“阿秒钟”)方案,并采取该方案初次对氢气份子强场电离进程中的电子隧穿时候进行了周详丈量,给出了该时候的上限为10阿秒(1阿秒=10-18秒)。相干工作颁发在物理学杂志《物理评论快报》(physicalReviewLetters)上。

量子隧穿效应是指在微不雅世界中,电子等微不雅粒子可以或许穿越高在本身能量位垒势的“奇特”行动。量子隧穿效应是微不雅粒子显现出来的根基量子特征,没法用经典力学的不雅点进行注释。量子隧穿对理解浩繁天然现象,如恒星核聚变、放射性衰变等起着相当主要的感化,同时也是扫描地道显微镜等现代科学仪器的物理根本。虽然如斯,自量子力学成立以来,关在量子隧穿的一个根基问题,即它的产生是不是需要时候却饱受争议。

强激光场中的原子份子为研究量子隧穿的阿秒时域特征供给了一种怪异的“人造隧穿”系统。原子份子的外层电子在强激光场感化下会经由过程隧穿电离体例逃逸出去,经由过程周详探测隧穿电子动力学行动,可以在阿秒时候标准下探讨量子隧穿是不是需要时候(即隧穿时候)这一根基物理问题。为此,研究人员最近几年提出了一种行之有用的“阿秒钟”方案,经由过程将隧穿时候转化为隧穿电子发射角度的偏转,从光电子谱中读取隧穿时候信息。成心思的是,曩昔十多年来,分歧研究小组基在“阿秒钟”方案,连系分歧原子系统展开研究获得的结论却截然不同:隧穿电离也许刹时产生,也许需破费百阿秒量级的时候。

环绕研究范畴存在的这一争议,柳晓军团队和合作者提出了一种新奇的、基在离子碎片丈量的份子“阿秒钟”方案,将隧穿时候丈量初次拓展到份子系统。在他们的方案中,一方面,经由过程奇妙操纵份子强场电离伴生的碎解离子动量散布对驱动激光的偏振状况进行原位丈量,避免了传统方案中因激光偏振标的目的标定对隧穿时候信息提取的可能影响;另外一方面,经由过程光离子发射角度的偏转读取隧穿时候信息,避免了传统“阿秒钟”方案经由过程电子发射角偏转读取隧穿时候对物理模子的依靠。研究团队将该方案利用在氢气份子的强场隧穿电离研究,尝试丈量到的光离子发射角度偏转与第一性道理计较成果很好吻合,基在该丈量方案获得的隧穿时候上限为10阿秒,这与前人基在氢原子隧穿电离研究获得的隧穿刹时产生的结论一致。份子“阿秒钟”方案可望拓展用在其他复杂份子系统,进一步研究如份子布局、份子轨道对称性等复杂份子特征对强场隧穿电离进程的影响,进而深化对量子隧穿时候相干问题的熟悉。

该工作中,周详丈量院研究员全威主导展开了尝试丈量工作,俄罗斯萨尔托夫州立年夜学博士Serov与Australia国立年夜学传授Kheifets展开了响应的理论计较工作;Kheifets与柳晓军是该论文的配合通信作者。研究工作获得国度天然科学基金、国度重点研发打算和中科院先导B专项的帮助和撑持。

论文链接:https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.123.223204

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