Атомное зеркало

В физике атомное зеркало — это устройство, которое отражает нейтральные атомы так же, как обычное зеркало отражает видимый свет . Атомные зеркала могут быть изготовлены 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 сверкают при скользящем падении .

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

При скользящем падении эффективность квантового отражения можно повысить за счет поверхности, покрытой гребнями ( ребристое зеркало ). ^{[6] [7] [8] [9]}

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

Такое зеркало можно интерпретировать с точки зрения эффекта Зенона . ^[7] Можно предположить, что атом «поглощается» или «измеряется» на гребнях. Частые измерения (узко расположенные гребни) подавляют переход частицы в полупространство с поглотителями, вызывая зеркальное отражение . При большом расстоянии между тонкими гребнями отражательная способность ребристого зеркала определяется безразмерным импульсом и не зависит от происхождения волны; следовательно, он подходит для отражения атомов. ${\displaystyle ~L~}$ ${\displaystyle ~p={\sqrt {KL~}}~\theta ~}$

Приложения

• Атомная интерферометрия

Смотрите также

• Квантовое отражение
• Ребристое зеркало
• Эффект Зенона
• Атомный наноскоп
• Атомный лазер

Рекомендации

1. Х. Меримеч (2006). «Фокусировка атомного пучка изогнутым магнитным зеркалом». Журнал физики Б. 39 (18): 3723–3731. Бибкод : 2006JPhB...39.3723M. дои : 10.1088/0953-4075/39/18/002. S2CID  121851648.
2. В.И. Балыкин и В.С. Летохов (1988). «Квантово-селективное зеркальное отражение атомов лазерным светом». Письма о физических отзывах . 60 (21): 2137–2140. Бибкод : 1988PhRvL..60.2137B. doi :10.1103/PhysRevLett.60.2137. ПМИД  10038269.
3. Х. Фридрих; Дж. Джейкоби, К. Г. Мейстер (2002). «Квантовое отражение потенциальными хвостами Казимира – Ван дер Ваальса». Физический обзор А. 65 (3): 032902. Бибкод : 2002PhRvA..65c2902F. doi : 10.1103/PhysRevA.65.032902.
4. Ф. Симидзу (2001). «Зеркальное отражение очень медленных метастабильных атомов неона от твердой поверхности». Письма о физических отзывах . 86 (6): 987–990. Бибкод : 2001PhRvL..86..987S. doi : 10.1103/PhysRevLett.86.987. PMID  11177991. S2CID  34195829.
5. Х. Оберст; Ю. Таширо; К. Симидзу; Ф. Симидзу (2005). «Квантовое отражение He* на кремнии». Физический обзор А. 71 (5): 052901. Бибкод : 2005PhRvA..71e2901O. doi : 10.1103/PhysRevA.71.052901.
6. Ф. Симидзу; Дж. Фудзита (2002). «Гигантское квантовое отражение атомов неона от ребристой поверхности кремния». Журнал Физического общества Японии . 71 (1): 5–8. arXiv : физика/0111115 . Бибкод : 2002JPSJ...71....5S. дои : 10.1143/JPSJ.71.5. S2CID  19013515.
7. Д. Кузнецов; Х. Оберст (2005). «Отражение волн от ребристой поверхности и эффект Зенона». Оптический обзор . 12 (5): 1605–1623. Бибкод : 2005OptRv..12..363K. дои : 10.1007/s10043-005-0363-9. S2CID  55565166.
8. Х. Оберст; Д. Кузнецов; К. Симидзу; Дж. Фудзита; Ф. Симидзу (2005). «Дифракционное зеркало Френеля для атомной волны» (PDF) . Письма о физических отзывах . 94 (1): 013203. Бибкод : 2005PhRvL..94a3203O. doi :10.1103/PhysRevLett.94.013203. hdl : 2241/104208 . ПМИД  15698079.
9. Д. Кузнецов; Х. Оберст (2005). «Рассеяние волн на ребристых зеркалах» (PDF) . Физический обзор А. 72 (1): 013617. Бибкод : 2005PhRvA..72a3617K. doi :10.1103/PhysRevA.72.013617.^{[ постоянная мертвая ссылка ]}