Espejo atómico

En física , un espejo atómico es un dispositivo que refleja átomos neutros de una manera similar a la forma en que un espejo convencional refleja la luz visible . Los espejos atómicos pueden estar hechos de campos eléctricos o campos magnéticos , ^[1] ondas electromagnéticas ^[2] o simplemente oblea de silicio ; en el último caso, los átomos se reflejan por las colas de atracción de la atracción de van der Waals (ver reflexión cuántica ). ^{[3] [4] [5]} Tal reflexión es eficiente cuando el componente normal del número de onda de los átomos es pequeño o comparable a la profundidad efectiva del potencial de atracción (aproximadamente, la distancia a la que el potencial se vuelve comparable a la energía cinética del átomo). Para reducir el componente normal, la mayoría de los espejos atómicos se iluminan en la incidencia rasante .

Espejo estriado. La onda con vector de onda se dispersa en crestas separadas por distancia. ${\displaystyle ~{\vec {K}}~}$ ${\displaystyle ~L~}$

En caso de incidencia rasante, la eficiencia de la reflexión cuántica se puede mejorar mediante una superficie cubierta de crestas ( espejo estriado ). ^{[6] [7] [8] [9]}

El conjunto de crestas estrechas reduce la atracción de van der Waals de los átomos hacia las superficies y mejora la reflexión. Cada cresta bloquea parte del frente de onda, lo que provoca la difracción de Fresnel . ^[8]

Un espejo de este tipo puede interpretarse en términos del efecto Zenón . ^[7] Podemos suponer que el átomo es "absorbido" o "medido" en las crestas. La medición frecuente (crestas estrechamente espaciadas) suprime la transición de la partícula al semiespacio con absorbentes, lo que provoca una reflexión especular . Con una gran separación entre crestas delgadas, la reflectividad del espejo con crestas está determinada por el momento adimensional y no depende del origen de la onda; por lo tanto, es adecuado para la reflexión de átomos. ${\displaystyle ~L~}$ ${\displaystyle ~p={\sqrt {KL~}}~\theta ~}$

Aplicaciones

• Interferometría atómica

Véase también

• Reflexión cuántica
• Espejo estriado
• Efecto Zenón
• Nanoscopio atómico
• Láser atómico

Referencias

1. H. Merimeche (2006). "Enfoque de haz atómico con un espejo magnético curvo". Journal of Physics B . 39 (18): 3723–3731. Bibcode :2006JPhB...39.3723M. doi :10.1088/0953-4075/39/18/002. S2CID  121851648.
2. VI Balykin y VS Letokhov (1988). "Reflexión especular selectiva del estado cuántico de átomos mediante luz láser". Physical Review Letters . 60 (21): 2137–2140. Bibcode :1988PhRvL..60.2137B. doi :10.1103/PhysRevLett.60.2137. PMID  10038269.
3. H. Friedrich; G. Jacoby, CG Meister (2002). "Reflexión cuántica mediante colas de potencial de Casimir–van der Waals". Physical Review A . 65 (3): 032902. Bibcode :2002PhRvA..65c2902F. doi :10.1103/PhysRevA.65.032902.
4. F. Shimizu (2001). "Reflexión especular de átomos de neón metaestables muy lentos desde una superficie sólida". Physical Review Letters . 86 (6): 987–990. Código Bibliográfico :2001PhRvL..86..987S. doi :10.1103/PhysRevLett.86.987. PMID  11177991. S2CID  34195829.
5. H. Oberst; Y. Tashiro; K. Shimizu; F. Shimizu (2005). "Reflexión cuántica de He* sobre silicio". Physical Review A . 71 (5): 052901. Bibcode :2005PhRvA..71e2901O. doi :10.1103/PhysRevA.71.052901.
6. F. Shimizu; J. Fujita (2002). "Reflexión cuántica gigante de átomos de neón desde una superficie de silicio estriada". Revista de la Sociedad de Física de Japón . 71 (1): 5–8. arXiv : physics/0111115 . Código Bibliográfico :2002JPSJ...71....5S. doi :10.1143/JPSJ.71.5. S2CID  19013515.
7. D. Kouznetsov; H. Oberst (2005). "Reflexión de ondas desde una superficie estriada y el efecto Zenón". Optical Review . 12 (5): 1605–1623. Bibcode :2005OptRv..12..363K. doi :10.1007/s10043-005-0363-9. S2CID  55565166.
8. H. Oberst; D. Kouznetsov; K. Shimizu; J. Fujita; F. Shimizu (2005). "Espejo de difracción de Fresnel para una onda atómica" (PDF) . Physical Review Letters . 94 (1): 013203. Bibcode :2005PhRvL..94a3203O. doi :10.1103/PhysRevLett.94.013203. hdl : 2241/104208 . PMID  15698079.
9. D. Kouznetsov; H. Oberst (2005). "Dispersión de ondas en espejos estriados" (PDF) . Physical Review A . 72 (1): 013617. Bibcode :2005PhRvA..72a3617K. doi :10.1103/PhysRevA.72.013617.^{[ enlace muerto permanente ]}