В атомной физике, A ребристых зеркало (или ребристых атомное зеркало , или Френеля дифракции зеркала ) представляет собой вид атомного зеркала , предназначенные для зеркального отражения нейтральных частиц ( атомов ) , поступающих на выпаса угла падения, отличающийся тем, в следующем: для того , Чтобы уменьшить среднее притяжение частиц к поверхности и увеличить отражательную способность, эта поверхность имеет узкие выступы . [1]
Отражательная способность ребристых атомных зеркал
В литературе обсуждались различные оценки эффективности квантового отражения волн от ребристого зеркала . Все оценки явно используют теорию де Бройля о волновых свойствах отраженных атомов.
Масштабирование силы Ван-дер-Ваальса
Ребра усиливают квантовое отражение от поверхности, уменьшая эффективную постояннуюиз ван - дер - Ваальса притяжения атомов к поверхности. Такая интерпретация приводит к оценке коэффициента отражения
- ,
где ширина гребней, расстояние между гребнями, является скользящим углом , и это волновое число и коэффициент отражения атомов с волновым числом с плоской поверхности при нормальном падении. Такая оценка предсказывает усиление отражательной способности при увеличении периода; эта оценка верна при. Смотрите квантовое отражение для приближения (подгонки) функции.
Интерпретация как эффект Зенона
Для узких гребней с большим периодом , гребни просто перекрывают часть волнового фронта. Затем она может быть интерпретирована в терминах дифракции Френеля [2] [3] из волны де Бройля , или эффект Зенона ; [4] такая интерпретация приводит к оценке коэффициента отражения
- ,
где угол скольжения должен быть маленьким. Эта оценка предсказывает увеличение коэффициента отражения при уменьшении периода. Эта оценка требует, чтобы.
Фундаментальный предел
Для эффективных ребристых зеркал обе приведенные выше оценки должны предсказывать высокую отражательную способность. Это подразумевает уменьшение как ширины, так и ширины гребней и периода, . Ширина гребней не может быть меньше размера атома; это устанавливает предел производительности ребристых зеркал. [5]
Применение ребристых зеркал
Ребристые зеркала еще не поступили в продажу, хотя можно отметить определенные достижения. Отражательная способность ребристого атомного зеркала может быть на несколько порядков лучше, чем у плоской поверхности. Продемонстрировано использование ребристого зеркала в качестве атомной голограммы . В работе Симидзу и Фудзиты [6] атомная голография достигается с помощью электродов, имплантированных в пленку SiN 4 над атомным зеркалом, или, может быть, в качестве самого атомного зеркала.
Ребристые зеркала также могут отражать видимый свет ; [5] однако, для световых волн характеристики не лучше, чем у плоской поверхности. В качестве фокусирующего элемента атомно-оптической системы с субмикронным разрешением ( атомный наноскоп ) предлагается использовать эллипсоидальное ребристое зеркало .
Смотрите также
Рекомендации
- ^ F.Shimizu; Дж. Фуджита (2002). «Гигантское квантовое отражение атомов неона от ребристой поверхности кремния». Журнал Физического общества Японии . 71 (1): 5–8. arXiv : физика / 0111115 . Bibcode : 2002JPSJ ... 71 .... 5S . DOI : 10.1143 / JPSJ.71.5 .
- ^ Д.Кузнецов; Х. Оберст (2005). «Рассеяние волн на ребристых зеркалах» (PDF) . Physical Review . 72 (1): 013617. Bibcode : 2005PhRvA..72a3617K . DOI : 10.1103 / PhysRevA.72.013617 .
- ^ Х. Оберст; Д.Кузнецов; К. Шимидзу; Дж. Фуджита; Ф. Симидзу (2005). "Дифракционное зеркало Френеля для атомной волны". Письма с физическим обзором . 94 (1): 013203. Bibcode : 2005PhRvL..94a3203O . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.94.013203 . hdl : 2241/104208 . PMID 15698079 .
- ^ Д.Кузнецов; Х. Оберст (2005). «Отражение волн от выступающей поверхности и эффект Зенона». Оптический обзор . 12 (5): 1605–1623. Bibcode : 2005OptRv..12..363K . DOI : 10.1007 / s10043-005-0363-9 .
- ^ а б Д.Кузнецов; Х. Оберст; К. Симидзу; А. Нойман; Ю. Кузнецова; Ж.-Ф. Биссон; К. Уэда; SRJ Brueck (2006). «Ребристые атомные зеркала и атомный наноскоп». Журнал Physics B . 39 (7): 1605–1623. Bibcode : 2006JPhB ... 39.1605K . CiteSeerX 10.1.1.172.7872 . DOI : 10.1088 / 0953-4075 / 39/7/005 .
- ^ Ф. Шимицу; Дж. Фуджита (2002). «Голограмма отражательного типа для атомов». Письма с физическим обзором . 88 (12): 123201. Bibcode : 2002PhRvL..88l3201S . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.88.123201 . PMID 11909457 .