# Базельский университет возбудил запрещённые колебания в одиночных ионах N2+ методом квантовой логики

- Опубликовано: 2026-11-12 21:28 UTC
- Раздел: Наука › Физика
- Теги: запрещённые колебательные переходы, квантово-логическая спектроскопия, молекулярный ион N2+, спектроскопия одиночных молекул, ион кальция, молекулярные часы, вращательно-колебательные переходы, прецизионная спектроскопия, Базельский университет, Штефан Виллич
- Адрес: https://realtech.media/ru/news/rt-4fece50b1275c0ba86997f6c_bazelskiy_universitet_vozbudil/

**Физики нашли и когерентно возбудили запрещённые колебательные переходы в одиночных захваченных ионах азота и в десять раз уточнили частоту основного колебания.**

![University of Basel controls forbidden vibrations in single N2+ ions with quantum-logic spectroscopy](https://realtech.media/media/2026/11/8ecee4324aa5e42d.jpg)
*National Institute of Standards and Technology, Wikimedia Commons, Public domain*

Исследователи Базельского университета под руководством профессора Штефана Виллича нашли и когерентно возбудили электрические квадрупольные вращательно-колебательные переходы в одиночных захваченных молекулах, сообщает Nature Communications. Пресс-релиз датирован 10 ноября 2026 года. Объектом стал молекулярный ион азота N2+. Команда разрешила отдельные сверхтонко-зеемановско-вращательные компоненты его основного колебательного перехода и выполнила когерентный перенос населённости между уровнями энергии [1].

## Почему важны запрещённые переходы

«Запрещённый» переход не невозможен, а лишь крайне маловероятен. Такие возбуждения могут быть более чем в миллиард раз слабее обычных разрешённых. Та же слабость даёт исключительно определённую частоту. В атомах эти переходы уже лежат в основе передовых квантовых компьютеров, атомных часов и квантовых датчиков [1].

В молекулах сложная структура уровней энергии затрудняла поиск таких переходов и управление ими. В 2014 году группа Виллича первой наблюдала запрещённые колебания в молекулярном ионе. Использованный тогда химический метод детектирования разрушал образец в каждом цикле измерения.

## Квантово-логическая спектроскопия одной молекулы

В новой работе применена квантово-логическая спектроскопия. Одна заряженная молекула азота удерживается в ловушке вместе с ионом кальция. Азот не излучает легко регистрируемого света, а ион кальция можно заставить светиться под лазером. Настроенный лазер приводит пару в движение, только если молекула азота находится в самом низком колебательном и вращательном состоянии. Поэтому отклик иона кальция показывает состояние молекулы, не меняя его [1].

Чтобы найти частоты переходов, команда меняла частоту второго лазера. На нужной частоте один импульс возбуждает колебание, а другой возвращает молекулу в исходное состояние. Процесс обратим, поэтому одну и ту же молекулу можно измерять многократно. По словам авторов, это сделало возможным поиск столь слабых линий.

Объединив измерения на нескольких сотнях по отдельности подготовленных молекул, команда выделила разные компоненты перехода. По данным университета, это позволило определить основную колебательную частоту молекулы в десять раз точнее, чем в прежних измерениях.

Для нескольких изученных переходов предсказана слабая чувствительность к внешним возмущениям. Авторы называют их кандидатами для молекулярных часов и кубитов. Они также указывают на прецизионную молекулярную спектроскопию и поиск новой физики, например проверку постоянства масс протона и электрона во времени [1].

## Источники

1. [Nature Communications](https://doi.org/10.1038/s41467-026-78680-w)
2. [EurekAlert](https://www.eurekalert.org/news-releases/1151067)

---

Источник: RealTech, realtech.media — https://realtech.media/ru/news/rt-4fece50b1275c0ba86997f6c_bazelskiy_universitet_vozbudil/