Атомное зеркало

В физике атомное зеркало — это устройство, которое отражает нейтральные атомы способом, аналогичным тому, как обычное зеркало отражает видимый свет . Атомные зеркала могут быть сделаны из электрических полей или магнитных полей , ^[1] электромагнитных волн ^[2] или просто кремниевой пластины ; в последнем случае атомы отражаются притягивающими хвостами притяжения Ван-дер-Ваальса (см. квантовое отражение ). ^[3]^[4]^[5] Такое отражение эффективно, когда нормальная составляющая волнового числа атомов мала или сравнима с эффективной глубиной потенциала притяжения (грубо говоря, расстоянием, на котором потенциал становится сравнимым с кинетической энергией атома). Чтобы уменьшить нормальную составляющую, большинство атомных зеркал пылают при скользящем падении .

{\displaystyle ~{\vec {K}}~} — Гребнистое зеркало. Волна с волновым вектором рассеивается на гребнях, разделенных расстоянием $~{\vec {K}}~$ $~Л~$

При скользящем падении эффективность квантового отражения может быть повышена за счет поверхности, покрытой гребнями ( гребневое зеркало ). ^[6]^[7]^[8]^[9]

Набор узких гребней уменьшает ван-дер-ваальсово притяжение атомов к поверхностям и усиливает отражение. Каждый гребень блокирует часть волнового фронта, вызывая дифракцию Френеля . ^[8]

Такое зеркало можно интерпретировать в терминах эффекта Зенона . ^[7] Можно предположить, что атом «поглощается» или «измеряется» на гребнях. Частое измерение (узко расположенные гребни) подавляет переход частицы в полупространство с поглотителями, вызывая зеркальное отражение . При большом расстоянии между тонкими гребнями отражательная способность гребневого зеркала определяется безразмерным импульсом и не зависит от происхождения волны; поэтому оно подходит для отражения атомов. $~Л~$ $~p={\sqrt {KL~}}~\theta ~$

Приложения

Атомная интерферометрия

Смотрите также

Ссылки

^ H. Merimeche (2006). «Фокусировка атомного пучка с помощью изогнутого магнитного зеркала». Journal of Physics B. 39 ( 18): 3723– 3731. Bibcode :2006JPhB...39.3723M. doi :10.1088/0953-4075/39/18/002. S2CID 121851648.
^ VI Балыкин и VS Летохов (1988). "Квантовое селективное зеркальное отражение атомов лазерным светом". Physical Review Letters . 60 (21): 2137– 2140. Bibcode : 1988PhRvL..60.2137B. doi : 10.1103/PhysRevLett.60.2137. PMID 10038269.
^ H. Friedrich; G. Jacoby, CG Meister (2002). "квантовое отражение хвостами потенциала Казимира–ван дер Ваальса". Physical Review A. 65 ( 3): 032902. Bibcode : 2002PhRvA..65c2902F. doi : 10.1103/PhysRevA.65.032902.
^ F. Shimizu (2001). «Зеркальное отражение очень медленных метастабильных атомов неона от твердой поверхности». Physical Review Letters . 86 (6): 987– 990. Bibcode : 2001PhRvL..86..987S. doi : 10.1103/PhysRevLett.86.987. PMID 11177991. S2CID 34195829.
^ H. Oberst; Y. Tashiro; K. Shimizu; F. Shimizu (2005). "Квантовое отражение He* на кремнии". Physical Review A. 71 ( 5): 052901. Bibcode : 2005PhRvA..71e2901O. doi : 10.1103/PhysRevA.71.052901.
^ F. Shimizu; J. Fujita (2002). «Гигантское квантовое отражение атомов неона от ребристой поверхности кремния». Журнал Физического общества Японии . 71 (1): 5– 8. arXiv : physics/0111115 . Bibcode :2002JPSJ...71....5S. doi :10.1143/JPSJ.71.5. S2CID 19013515.
^ ab D. Kouznetsov; H. Oberst (2005). «Отражение волн от ребристой поверхности и эффект Зенона». Optical Review . 12 (5): 1605– 1623. Bibcode :2005OptRv..12..363K. doi :10.1007/s10043-005-0363-9. S2CID 55565166.
^ ab H. Oberst; D. Kouznetsov; K. Shimizu; J. Fujita; F. Shimizu (2005). "Дифракционное зеркало Френеля для атомной волны" (PDF) . Physical Review Letters . 94 (1): 013203. Bibcode :2005PhRvL..94a3203O. doi :10.1103/PhysRevLett.94.013203. hdl : 2241/104208 . PMID 15698079.
^ Д. Кузнецов; Х. Оберст (2005). "Рассеяние волн на ребристых зеркалах" (PDF) . Physical Review A. 72 ( 1): 013617. Bibcode : 2005PhRvA..72a3617K. doi : 10.1103/PhysRevA.72.013617.^{[ постоянная мертвая ссылка ‍ ]}

[magnetic-1] H. Merimeche (2006). «Фокусировка атомного пучка с помощью изогнутого магнитного зеркала». Journal of Physics B. 39 ( 18): 3723– 3731. Bibcode :2006JPhB...39.3723M. doi :10.1088/0953-4075/39/18/002. S2CID 121851648.

[em-2] VI Балыкин и VS Летохов (1988). "Квантовое селективное зеркальное отражение атомов лазерным светом". Physical Review Letters . 60 (21): 2137– 2140. Bibcode : 1988PhRvL..60.2137B. doi : 10.1103/PhysRevLett.60.2137. PMID 10038269.

[Fri-3] H. Friedrich; G. Jacoby, CG Meister (2002). "квантовое отражение хвостами потенциала Казимира–ван дер Ваальса". Physical Review A. 65 ( 3): 032902. Bibcode : 2002PhRvA..65c2902F. doi : 10.1103/PhysRevA.65.032902.

[shimizu01-4] F. Shimizu (2001). «Зеркальное отражение очень медленных метастабильных атомов неона от твердой поверхности». Physical Review Letters . 86 (6): 987– 990. Bibcode : 2001PhRvL..86..987S. doi : 10.1103/PhysRevLett.86.987. PMID 11177991. S2CID 34195829.

[o1-5] H. Oberst; Y. Tashiro; K. Shimizu; F. Shimizu (2005). "Квантовое отражение He* на кремнии". Physical Review A. 71 ( 5): 052901. Bibcode : 2005PhRvA..71e2901O. doi : 10.1103/PhysRevA.71.052901.

[sf-6] F. Shimizu; J. Fujita (2002). «Гигантское квантовое отражение атомов неона от ребристой поверхности кремния». Журнал Физического общества Японии . 71 (1): 5– 8. arXiv : physics/0111115 . Bibcode :2002JPSJ...71....5S. doi :10.1143/JPSJ.71.5. S2CID 19013515.

[zeno-7] D. Kouznetsov; H. Oberst (2005). «Отражение волн от ребристой поверхности и эффект Зенона». Optical Review . 12 (5): 1605– 1623. Bibcode :2005OptRv..12..363K. doi :10.1007/s10043-005-0363-9. S2CID 55565166.

[fres-8] H. Oberst; D. Kouznetsov; K. Shimizu; J. Fujita; F. Shimizu (2005). "Дифракционное зеркало Френеля для атомной волны" (PDF) . Physical Review Letters . 94 (1): 013203. Bibcode :2005PhRvL..94a3203O. doi :10.1103/PhysRevLett.94.013203. hdl : 2241/104208 . PMID 15698079.

[pra-9] Д. Кузнецов; Х. Оберст (2005). "Рассеяние волн на ребристых зеркалах" (PDF) . Physical Review A. 72 ( 1): 013617. Bibcode : 2005PhRvA..72a3617K. doi : 10.1103/PhysRevA.72.013617.^{[ постоянная мертвая ссылка ‍ ]}