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Óptica atómica

La óptica atómica (u óptica atómica) "se refiere a técnicas para manipular las trayectorias y explotar las propiedades ondulatorias de los átomos neutros". [1] Los experimentos típicos emplean haces de átomos neutros fríos que se mueven lentamente , como un caso especial de un haz de partículas . Al igual que un haz óptico , el haz atómico puede exhibir difracción e interferencia , y puede enfocarse con una placa de zona de Fresnel [2] o un espejo atómico cóncavo . [3]

Para obtener descripciones generales completas de la óptica atómica, consulte la revisión de 1994 de Adams, Sigel y Mlynek [1] o la revisión de 2009 de Cronin, Jörg y Pritchard. [4] Puede encontrar más bibliografía sobre óptica atómica en la Carta de recursos de 2017 en el American Journal of Physics . [5] Para la óptica atómica cuántica, consulte la revisión de 2018 de Pezzè et al. [6]

Historia

La interferencia de las ondas de materia atómica fue observada por primera vez por Esterman y Stern en 1930, cuando un haz de Na se difractó en una superficie de NaCl . [7] La ​​corta longitud de onda de De Broglie de los átomos impidió el progreso durante muchos años hasta que dos avances tecnológicos reavivaron el interés: la microlitografía, que permite dispositivos pequeños y precisos, y el enfriamiento por láser, que permite frenar los átomos, lo que aumenta su longitud de onda de De Broglie. [1]

Hasta 2006, la resolución de los sistemas de obtención de imágenes basados ​​en haces atómicos no era mejor que la de un microscopio óptico , debido principalmente al bajo rendimiento de los elementos de enfoque . Dichos elementos utilizan una pequeña apertura numérica ; por lo general, los espejos atómicos utilizan una incidencia rasante y la reflectividad cae drásticamente con el aumento del ángulo rasante; para una reflexión normal eficiente, los átomos deben ser ultrafríos y, para tratar con dichos átomos, generalmente se utilizan trampas magnéticas , magnetoópticas u ópticas .

A principios del siglo XXI, las publicaciones científicas sobre "nanoóptica atómica", lentes de campo evanescente [8] y espejos estriados [9] [10] mostraron mejoras significativas. [11] En particular, se puede realizar un holograma atómico. [12]

Véase también

Enlaces externos

Referencias

  1. ^ abc Adams, CS; Sigel, M; Mlynek, J (1994). "Óptica atómica". Informes de Física . 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). "Hacia la realización de un microscopio atómico de Broglie: enfoque de átomos de helio utilizando placas de zona de Fresnel" (PDF) . Physical Review Letters . 83 (21): 4229–4232. Código Bibliográfico :1999PhRvL..83.4229D. doi :10.1103/PhysRevLett.83.4229. Archivado desde el original (PDF) el 29 de septiembre de 2011 . Consultado el 12 de marzo de 2024 .
  3. ^ JJBerkhout; OJLuiten; IDSetija; TWHijmans; T.Mizusaki; JTMWalraven (1989). "Reflexión cuántica: enfoque de átomos de hidrógeno con un espejo cóncavo" (PDF) . Physical Review Letters . 63 (16): 1689–1692. Bibcode :1989PhRvL..63.1689B. doi :10.1103/PhysRevLett.63.1689. PMID  10040645.
  4. ^ Cronin, Alexander D.; Jörg Schmiedmayer; David E. Pritchard (2009). "Óptica e interferometría con átomos y moléculas" (PDF) . Reseñas de Física Moderna . 81 (3): 1051. arXiv : 0712.3703 . Bibcode :2009RvMP...81.1051C. doi :10.1103/RevModPhys.81.1051. hdl :1721.1/52372. S2CID  28009912. Archivado desde el original (PDF) el 2011-07-19.
  5. ^ Rohwedder, B. (2007). "Resource Letter AON-1: Atom optical, a tool for nanofabrication" (Carta de recursos AON-1: Óptica atómica, una herramienta para la nanofabricación). 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 (5 de septiembre de 2018). "Metrología cuántica con estados no clásicos de conjuntos atómicos". Reseñas de Física Moderna . 90 (3). American Physical Society (APS): 035005. arXiv : 1609.01609 . doi :10.1103/revmodphys.90.035005. ISSN  0034-6861. S2CID  119250709.
  7. ^ Estermann, yo; Popa, Otto (1930). "Beugung von Molekularstrahlen". Z. Física . 61 (1–2): 95. Bibcode : 1930ZPhy...61...95E. doi :10.1007/bf01340293. S2CID  121757478.
  8. ^ Balykin, Victor; Klimov, Vasili; Letokhov, Vlasilen (marzo de 2005). "Nanoóptica atómica". Noticias sobre óptica y fotónica : 44–48.
  9. ^ H. Oberst; D. Kouznetsov; K. Shimizu; J. Fujita; F. Shimizu (2005). "Espejo de difracción de Fresnel para una onda atómica". Physical Review Letters . 94 (1): 013203. Bibcode :2005PhRvL..94a3203O. doi :10.1103/PhysRevLett.94.013203. hdl : 2241/104208 . PMID  15698079.
  10. ^ D. Kouznetsov; H. Oberst; K. Shimizu; A. Neumann; Y. Kuznetsova; J.-F. Bisson; K. Ueda; SRJ Brueck (2006). "Espejos atómicos estriados y nanoscopio atómico". 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. ^ F, Schmidt-Kaler; T Pfau; P Schmelcher; W Schleich (2010). "Centrarse en la óptica atómica y sus aplicaciones". Nueva Revista de Física . 12 (6): 065014. Código bibliográfico : 2010NJPh...12f5014S. doi : 10.1088/1367-2630/6/12/065014 .
  12. ^ Shimizu; J. Fujita (2002). "Holograma de tipo reflexión para átomos". Physical Review Letters . 88 (12): 123201. Bibcode :2002PhRvL..88l3201S. doi :10.1103/PhysRevLett.88.123201. PMID  11909457.

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