📄 معروضة نسخة «بسيط» — «متقدم» غير جاهزة بعد. أضفه إلى المفضّلة للمساعدة في تسريعها. اطلب التحليل الكامل

الضوء الذي تبعثه الذرة أو تمتصه يشبه بصمات الأصابع: لكل عنصر نمط خطوط خاص به. في أيون الإتيربيوم (ذرة فقدت إلكترونًا واحدًا) تم العثور على ثلاثة خطوط جديدة لم تُستخدم من قبل. هذه الخطوط ضيقة جدًا — مثل شقوق رفيعة في سياج يمكن من خلالها رؤية بعيد وواضح.

يرتبط ضيق الخطوط بحقيقة أن كلاً من الحالة العلوية والسفلية تعيشان لفترة طويلة بشكل غير عادي. عادةً ما تفقد الذرة المثارة طاقتها بسرعة، مثل كرة تتدحرج على منحدر. هنا، تعلق الكرة على رف ويمكن أن تبقى عليه لمللي ثانية — وهي أبدية بالمقاييس الذرية. هذه الحالات طويلة العمر مناسبة لتخزين المعلومات الكمومية: لن ينهار الكيوبت بسبب دفعة عشوائية.

قام العلماء بقياس الترددات المطلقة لهذه الانتقالات بدقة عالية. هذا يشبه معرفة العنوان الدقيق للمنزل حتى تتمكن من العودة إليه دون أخطاء. كما قاموا بقياس انزياحات التردد للنظائر المختلفة (ذرات بعدد مختلف من النيوترونات) والبنية فائقة الدقة — انشقاقات صغيرة جدًا في الخطوط بسبب تفاعل الإلكترون مع النواة.

تبين أن إحدى الحالات الجديدة جذابة بشكل خاص: يمكن إثارتها بالليزر، وتعيش طويلاً لأنها تضمحل بإشعاع مغناطيسي بطيء. هذا مرشح مثالي لكيوبت طويل العمر — خلية في كمبيوتر كمومي. الخطوط الضيقة الجديدة ستكمل الخطوط المعروفة بالفعل وتساعد في بناء ساعات أكثر دقة والبحث عن انحرافات عن النموذج القياسي للفيزياء.

الملخص الأصلي

كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2602.07352

We present the observation of three semi-forbidden transitions in singly-ionized ytterbium from the metastable $$^{2}\mathrm{F}^o_{7/2}$$ state. Owing to the long lifetimes of both the upper and lower states involved, these transitions are narrow and complement those already frequently used in this atom for quantum information and searches for new physics. We report the absolute frequencies of these electric quadrupole transitions, their isotope shifts, hyperfine structure, and measurements of the quadrupole transition moments. We find that the spontaneous lifetimes of these excited states are limited by slow magnetic dipole emission to lower-lying, odd-parity states, the lowest of which is accessible by laser excitation from $${}^2\mathrm{F}_{7/2}^o$$ and is an attractive candidate for hosting a long-lived qubit.