# Университет Базеля обнаружил «запрещённые» колебания одиночных ионов азота и уточнил частоту в десять раз

- Опубликовано: 2026-11-15 18:10 UTC
- Раздел: Наука › Физика
- Теги: запрещённые колебательные переходы, квантово-логическая спектроскопия, одиночные молекулярные ионы, ион азота N₂⁺, Базельский университет, Стефан Виллич, ионная ловушка, ион кальция, молекулярные часы, Nature Communications
- Адрес: https://realtech.media/ru/news/rt-eea58d848b95f587cdf5f90c_universitet_bazelya_obnaruzhil/

**Физики Базельского университета возбудили крайне редкие колебания отдельных пойманных в ловушку ионов N₂⁺, не разрушив молекулу: её можно измерять снова и снова.**

![University of Basel detects forbidden vibrations in single nitrogen ions, with tenfold precision](https://realtech.media/media/2026/11/91c1b800956ca028.webp)
*scinexx*

Группа профессора Стефана Виллича с химического департамента Базельского университета обнаружила «запрещённые» колебательные переходы у отдельных положительно заряженных молекул азота. Результаты опубликованы в Nature Communications, сообщает unibas.ch от 10 ноября 2026 года [1]. В отличие от прежних методов, измерение не разрушало молекулы.

В квантовой физике «запрещённый» означает крайне маловероятный, а не невозможный. Такие колебания возбуждаются инфракрасным светом в миллиарды раз хуже обычных колебаний молекул. Они откликаются только на свет с очень точно заданной частотой, поэтому их рассматривают как возможный эталон для часов [1].

## Квантово-логическая спектроскопия в ловушке

Исследователи удерживали в ловушке одну заряженную молекулу азота вместе с заряженным атомом кальция. Ион кальция под лазерным светом можно заставить светиться, и по этому свечению определяется состояние молекулы. Метод называется квантово-логической спектроскопией [1].

Точно настроенный лазер приводит обе частицы в совместное движение, но только если молекула азота находится в самом низком энергетическом состоянии. Отклик иона кальция показывает состояние молекулы, а считывание это состояние не меняет. Группа Виллича впервые увидела запрещённые колебания в образце из множества молекулярных ионов в 2014 году, но применявшийся тогда химический метод обнаружения разрушал молекулы при каждом измерении [1].

## Повторные измерения и выигрыш в десять раз

Частоту второго лазера меняли, пока она не совпала с запрещённым переходом. Один импульс переводил молекулу в более высокое энергетическое состояние, второй возвращал обратно. Так одну и ту же молекулу можно изучать снова и снова. По словам соавтора-первого автора Александра Шлыкова, именно это сделало возможным поиск столь слабых спектральных линий [1].

По измерениям на нескольких сотнях отдельных молекул команда определила характерную частоту колебаний иона азота в десять раз точнее, чем раньше [1].

Согласно теоретическим предсказаниям, частоты некоторых исследованных переходов почти не должны меняться под внешним влиянием. Виллич называет их очень перспективными кандидатами для будущих молекулярных часов и кубитов. Авторы также отмечают, что точные измерения колебаний молекул можно использовать, чтобы проверить, остаётся ли постоянным отношение масс протона и электрона [1].

## Источники

1. [unibas.ch](https://www.unibas.ch/de/Aktuell/News/Uni-Research/verbotene-molekuelschwingungen-molekueluhren.html)
2. [scinexx](https://www.scinexx.de/news/physik/laser-zeigen-verbotene-schwingungen-einzelner-molekuele-ohne-diese-zu-zerstoeren)

---

Источник: RealTech, realtech.media — https://realtech.media/ru/news/rt-eea58d848b95f587cdf5f90c_universitet_bazelya_obnaruzhil/