Скрытая упорядоченность

Чтобы продемонстрировать такого рода атомную «память», систему нужно подготовить, создав в ее внешне разупорядоченном состоянии некую скрытую упорядоченность. В тех атомных системах, о которых речь пойдет ниже, скрытая упорядоченность создается путем воздействия на образец (твердый, жидкий или газообразный) когерентным электромагнитным излучением разного типа — радиочастотным, сверхвысокочастотным или лазерным. Звуковые волны тоже подходят для этого. Возврат подобной системы к упорядоченному состоянию обнаруживается, когда образец испускает импульс собственного когерентного электромагнитного излучения — как бы «эхо» полученного им ранее импульса внешнего излучения. Такие эхо- импульсы и другие сходные формы испускания когерентного излучения весьма интересны сами по себе, но они также открывают новые пути исследования фундаментальных характеристик атомных взаимодействий. Что такое скрытая упорядоченность можно пояснить, пользуясь следующей аналогией. Представим себе группу бегунов, выстроившихся на линии старта кольцевой беговой дорожки. По выстрелу из стартового пистолета все бегуны начинают бег и растягиваются в цепочку по дорожке, так как каждый бежит со своей (определенной) скоростью. После того как они несколько раз пробегут по кругу, одни из них обгонят других и уже не будет заметно какой-либо связи между положением бегунов на дорожке и их скоростью. Тот, кто не видел начала бега, может подумать, что в расположении бегунов не было никакого порядка — это просто неупорядоченная система.

Предположим теперь, что по условиям соревнований бегуны должны, услышав второй выстрел из стартового пистолета, сделанный через I мин после старта, повернуть и бежать в обратном направлении. Если они будут бежать назад с теми же скоростями, с которыми бежали вперед, то постепенно они сблизятся и ровно через 21 мин после начала забега все одновременно пересекут линию старта. Таким образом, первоначальная упорядоченность восстановится. (Естественно, после пересечения линии старта упорядоченность снова нарушится.) Если же все бегуны бегут с одинаковой угловой скоростью, то первоначальная упорядоченность сохраняется на протяжении всего круга и нет необходимости в изменении направления движения. Для этого более простого случая электромагнитным аналогом может служить явление «спада свободной индукции», которое применяется как в радиочастотном, так и в оптическом диапазонах.