stringtranslate.com

Атомная оптика

Атомная оптика (или атомная оптика) «относится к методам управления траекториями и использования волновых свойств нейтральных атомов». [1] В типичных экспериментах используются пучки холодных, медленно движущихся нейтральных атомов , как частный случай пучка частиц . Как и оптический луч, атомный луч может проявлять дифракцию и интерференцию и может быть сфокусирован с помощью зонной пластинки Френеля [2] или вогнутого атомного зеркала . [3]

Подробный обзор атомной оптики см. в обзоре Адамса, Сигела и Млинека 1994 года [1] или в обзоре Кронина, Йорга и Притчарда 2009 года. [4] Дополнительную библиографию по атомной оптике можно найти в ресурсном письме. [5] Об оптике квантовых атомов см. обзор Пецце Смерци Оберталера Шмида за 2018 год. [6]

История

Интерференцию волн атомной материи впервые наблюдали Эстерман и Штерн в 1930 году, когда луч Na дифрагировал от поверхности NaCl. [7] Короткая длина волны де Бройля атомов препятствовала прогрессу в течение многих лет, пока два технологических прорыва не возродили интерес: микролитография , позволяющая создавать точные небольшие устройства, и лазерное охлаждение , позволяющее замедлять атомы, увеличивая их длину волны де Бройля . [1]

До 2006 года разрешение систем визуализации на основе атомных пучков было не лучше, чем у оптического микроскопа , в основном из-за плохой работы фокусирующих элементов. Такие элементы используют малую числовую апертуру ; обычно в атомных зеркалах используется скользящее падение , и отражательная способность резко падает с увеличением угла скольжения; для эффективного нормального отражения атомы должны быть ультрахолодными , и для борьбы с такими атомами обычно используются магнитные , магнитооптические или оптические ловушки.

Недавние научные публикации об атомной нанооптике, линзах с затухающим полем [8] и ребристых зеркалах [9] [10] показывают значительное улучшение с начала 21 века. В частности, может быть реализована атомная голограмма. [11]


Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ abc Адамс, CS; Сигел, М; Млынек, Дж (1994). «Атомная оптика». Отчеты по физике . Эльзевир Б.В. 240 (3): 143–210. дои : 10.1016/0370-1573(94)90066-3 . ISSN  0370-1573.
  2. ^ РБДоак; РЭГрисенти; С.Ребейн; Г.Шмаль; JPToennies; Ч. Вёлль (1999). «На пути к созданию атомного микроскопа де Бройля: фокусировка атомов гелия с использованием зонных пластин Френеля» (PDF) . Письма о физических отзывах . 83 (21): 4229–4232. Бибкод : 1999PhRvL..83.4229D. doi : 10.1103/PhysRevLett.83.4229. Архивировано из оригинала (PDF) 19 июля 2011 г.
  3. ^ Дж. Дж. Берхаут; О.Дж.Луитен; ИДСетия; Т.В.Иджманс; Т.Мизусаки; JTMWalraven (1989). «Квантовое отражение: фокусировка атомов водорода вогнутым зеркалом» (PDF) . Письма о физических отзывах . 63 (16): 1689–1692. Бибкод : 1989PhRvL..63.1689B. doi : 10.1103/PhysRevLett.63.1689. ПМИД  10040645.
  4. ^ Кронин, Александр Д.; Йорг Шмидмайер; Дэвид Э. Причард (2009). «Оптика и интерферометрия атомов и молекул» (PDF) . Обзоры современной физики . 81 (3): 1051. arXiv : 0712.3703 . Бибкод : 2009RvMP...81.1051C. doi : 10.1103/RevModPhys.81.1051. hdl : 1721.1/52372. S2CID  28009912. Архивировано из оригинала (PDF) 19 июля 2011 г.
  5. ^ Роведдер, Б. (2007). «Ресурсное письмо АОН-1: Атомная оптика, инструмент для нанопроизводства». Американский журнал физики . 75 (5): 394–406. Бибкод : 2007AmJPh..75..394R. дои : 10.1119/1.2673209.
  6. ^ Пецце, Лука; Смерзи, Аугусто; Оберталер, Маркус К.; Шмид, Роман; Тройтлейн, Филипп (05 сентября 2018 г.). «Квантовая метрология с неклассическими состояниями атомных ансамблей». Обзоры современной физики . Американское физическое общество (APS). 90 (3): 035005. arXiv : 1609.01609 . doi : 10.1103/revmodphys.90.035005. ISSN  0034-6861. S2CID  119250709.
  7. ^ Эстерманн, И.; Стерн, Отто (1930). «Beugung von Molekularstrahlen». З. Физ . 61 (1–2): 95. Бибкод : 1930ZPhy...61...95E. дои : 10.1007/bf01340293. S2CID  121757478.
  8. ^ В.Балыкин, В.Климов и В.Летохов. Новости оптики и фотоники , март 2005 г., стр. 44–48; http://www.osa-opn.org/abstract.cfm?URI=OPN-16-3-44 [ постоянная неработающая ссылка ]
  9. ^ Х.Оберст; Д.Кузнецов; К.Симидзу; Дж.Фуджита; Ф. Симидзу (2005). «Дифракционное зеркало Френеля для атомной волны». Письма о физических отзывах . 94 (1): 013203. Бибкод : 2005PhRvL..94a3203O. doi :10.1103/PhysRevLett.94.013203. hdl : 2241/104208 . ПМИД  15698079.
  10. ^ Д.Кузнецов; Х. Оберст; К. Симидзу; А. Нейман; Ю. Кузнецова; Ж.-Ф. Биссон; К. Уэда; СРЖ Брюк (2006). «Ребристые атомные зеркала и атомный наноскоп». Журнал физики Б. 39 (7): 1605–1623. Бибкод : 2006JPhB...39.1605K. CiteSeerX 10.1.1.172.7872 . дои : 10.1088/0953-4075/39/7/005. S2CID  16653364. 
  11. ^ Симидзу; Дж. Фудзита (2002). «Голограмма отражательного типа для атомов». Письма о физических отзывах . 88 (12): 123201. Бибкод : 2002PhRvL..88l3201S. doi : 10.1103/PhysRevLett.88.123201. ПМИД  11909457.


  • в
  • т
  • е