stringtranslate.com

Атомная оптика

Атомная оптика (или атомная оптика) «относится к методам управления траекториями и использования волновых свойств нейтральных атомов». [1] Типичные эксперименты используют пучки холодных, медленно движущихся нейтральных атомов , как особый случай пучка частиц . Подобно оптическому пучку, атомный пучок может демонстрировать дифракцию и интерференцию и может быть сфокусирован с помощью зонной пластины Френеля [2] или вогнутого атомного зеркала . [3]

Для полного обзора атомной оптики см. обзор 1994 года Адамса, Сигеля и Млинека [1] или обзор 2009 года Кронина, Йорга и Притчарда. [4] Дополнительную библиографию по атомной оптике можно найти в Resource Letter 2017 года в American Journal of Physics . [5] Для квантовой атомной оптики см. обзор 2018 года Пецце и др. [6]

История

Интерференция волн атомной материи была впервые обнаружена Эстерманом и Штерном в 1930 году, когда пучок Na дифрагировал на 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 малые устройства, и лазерное охлаждение, позволяющее замедлять атомы, увеличивая их длину волны де Бройля. [1]

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

В начале 21-го века научные публикации об «атомной нанооптике», линзах затухающего поля [8] и ребристых зеркалах [9] [10] показали значительное улучшение. [11] В частности, может быть реализована атомная голограмма . [12]

Смотрите также

Внешние ссылки

Ссылки

  1. ^ abc Адамс, CS; Сигел, M; Млинек, J (1994). «Атомная оптика». Physics Reports . 240 (3). Elsevier BV: 143–210. doi : 10.1016/0370-1573(94)90066-3 . ISSN  0370-1573.
  2. ^ RBDoak; REGrisenti; S.Rehbein; G.Schmahl; JPToennies; Ch. Wöll (1999). «К реализации атомного микроскопа Де Бройля: фокусировка атома гелия с использованием зонных пластин Френеля» (PDF) . Physical Review Letters . 83 (21): 4229–4232. Bibcode :1999PhRvL..83.4229D. doi :10.1103/PhysRevLett.83.4229. Архивировано из оригинала (PDF) 29-09-2011 . Получено 12 марта 2024 .
  3. ^ JJBerkhout; OJLuiten; IDSetija; TWHijmans; T.Mizusaki; JTMWalraven (1989). "Квантовое отражение: Фокусировка атомов водорода вогнутым зеркалом" (PDF) . Physical Review Letters . 63 (16): 1689–1692. Bibcode :1989PhRvL..63.1689B. doi :10.1103/PhysRevLett.63.1689. PMID  10040645.
  4. ^ Кронин, Александр Д.; Йорг Шмидмайер; Дэвид Э. Притчард (2009). «Оптика и интерферометрия с атомами и молекулами» (PDF) . Reviews of Modern Physics . 81 (3): 1051. arXiv : 0712.3703 . Bibcode :2009RvMP...81.1051C. doi :10.1103/RevModPhys.81.1051. hdl :1721.1/52372. S2CID  28009912. Архивировано из оригинала (PDF) 2011-07-19.
  5. ^ Rohwedder, B. (2007). «Ресурсное письмо AON-1: Атомная оптика, инструмент для нанопроизводства». American Journal of Physics . 75 (5): 394–406. Bibcode : 2007AmJPh..75..394R. doi : 10.1119/1.2673209.
  6. ^ Pezzè, Luca; Smerzi, Augusto; Oberthaler, Markus K.; Schmied, Roman; Treutlein, Philipp (2018-09-05). "Квантовая метрология с неклассическими состояниями атомных ансамблей". Reviews of Modern Physics . 90 (3). Американское физическое общество (APS): 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. ^ Балыкин, Виктор; Климов, Василий; Летохов, Власилен (март 2005 г.). «Атомная нанооптика». Новости оптики и фотоники : 44–48.
  9. ^ H.Oberst; D.Kouznetsov; K.Shimizu; J.Fujita; F. Shimizu (2005). "Дифракционное зеркало Френеля для атомной волны". Physical Review Letters . 94 (1): 013203. Bibcode : 2005PhRvL..94a3203O. doi : 10.1103/PhysRevLett.94.013203. hdl : 2241/104208 . PMID  15698079.
  10. ^ Д.Кузнецов; Х. Оберст; К. Шимизу; А. Нойманн; Ю. Кузнецова; Ж.-Ф. Биссон; К. Уэда; SRJ Brueck (2006). «Ребристые атомные зеркала и атомный наноскоп». Journal of Physics B . 39 (7): 1605–1623. Bibcode :2006JPhB...39.1605K. CiteSeerX 10.1.1.172.7872 . doi :10.1088/0953-4075/39/7/005. S2CID  16653364. 
  11. ^ Ф, Шмидт-Калер; Т Пфау; П. Шмельхер; В. Шляйх (2010). «Сосредоточьтесь на атомной оптике и ее приложениях». Новый журнал физики . 12 (6): 065014. Бибкод : 2010NJPh...12f5014S. дои : 10.1088/1367-2630/12/6/065014 .
  12. ^ Shimizu; J. Fujita (2002). "Голограмма отражательного типа для атомов". Physical Review Letters . 88 (12): 123201. Bibcode : 2002PhRvL..88l3201S. doi : 10.1103/PhysRevLett.88.123201. PMID  11909457.

Книги

  • в
  • т
  • е