В эксперименте с атомами гелия специалистам удалось превысить давно принятую в лазерной физике «границу отсечки» — максимальную энергию рентгеновских фотонов, предсказываемую стандартной теорией.
Механизм генерации сверхкоротких рентгеновских вспышек с помощью лазеров известен уже несколько десятилетий. Мощное поле лазера вырывает электрон из атома, разгоняет его, а затем «возвращает» обратно. Когда электрон снова сталкивается с атомом, он сбрасывает набранную энергию в виде кванта света гораздо более высокой частоты, чем исходное излучение. На этом принципе строится высокогармоническая генерация, позволившая в итоге создать аттосекундные (10⁻¹⁸ с) импульсы и ставшая основой работ, отмеченных Нобелевской премией по физике 2023 года.
Теория для одиночного электрона довольно ясна: при возвращении к атому он может создать целый «плато»-спектр гармоник, но лишь до определенного предела — той самой энергии отсечки. Выше этого порога излучение должно резко слабеть.
Физики решили проверить, что произойдет, если задействовать не один, а два электрона. Для этого они взяли атомы гелия, у которых как раз два электрона, и облучили их интенсивными ультрафиолетовыми лазерными импульсами. Поле лазера сначала вырывает один электрон и разгоняет его, затем — второй. Хотя электроны покидают атом в разное время, их движения остаются квантово скоррелированными: полностью независимыми их считать нельзя. Манипулируя параметрами УФ-импульсов, ученые смогли добиться того, что оба электрона возвращались к атому почти одновременно.
Источник: hi-tech.mail.ru