Атомдық айналар: Құрылысы, қағидалары және қолданылуы
Atomic mirror
Атомдық айналар: бейтарап атомдарды жарық сияқты керітіп, физикада маңызды роль атқарады. Электр, магнит өрістері немесе кремнийден жасалады. Кванттық керітілім тиімділігін арттыру жолдары қарастырылған.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Кіріспе
Физикада атомдық айна – бейтарап атомдарды дәстүрлі айнаның көзге көрінетін жарықты кері шағылыстыруына ұқсас әдіспен шағылыстыратын құрылғы. Атомдық айналар электр өрістерінен немесе магнит өрістерінен, электромагниттік толқындардан немесе кремний пластинкасынан жасалуы мүмкін; соңғы жағдайда атомдар ван дер Ваальс тартылысының тартымды күштері арқылы шағылыстырылады (кванттық шағылысты қараңыз). Мұндай шағылыс атомдардың толқын санының нормаль компоненті кішкентай немесе тартымдық потенциалдың тиімді тереңдігімен салыстырылатын болса тиімді болады (шамамен, потенциал атомның кинетикалық энергиясына тең болатын қашықтық). Нормаль компонентті азайту үшін көптеген атомдық айналар сызықты бұрышта шағылыстырылады. Сызықты бұрышта кванттық шағылыстың тиімділігін жоталармен (жоталы айна) жабылған бет арқылы арттыруға болады. Тар жоталар жиынтығы атомдардың ван дер Ваальс тартылысын азайтады және шағылысты күшейтеді. Әр жота толқынның бір бөлігін тосып, Френель дифракциясын тудырады. Мұндай айнаны Зено эффектісі тұрғысынан қарастыруға болады. Атомды жоталарда "сіңірілгенін" немесе "өлшенгенін" қарастыруға болады. Жиі өлшеу (тар аралықтағы жоталар) бөлшектің сіңіргіштермен жарты кеңістікке өтуін тоқтатады, бұл көкжиекті шағылысқа әкеледі. Жұқа жоталар арасындағы үлкен арақашықтықта жоталы айнаның шағылыстыру қабілеті өлшемсіз импульспен анықталады және толқынның бастапқы нүктесіне байланысты емес; сондықтан ол атомдарды шағылыстыруға қолайлы.
In physics, an atomic mirror is a device which reflects neutral atoms in a way similar to the way a conventional mirror reflects visible light. Atomic mirrors can be made of electric fields or magnetic fields, electromagnetic waves or just silicon wafer; in the last case, atoms are reflected by the attracting tails of the van der Waals attraction (see quantum reflection). Such reflection is efficient when the normal component of the wavenumber of the atoms is small or comparable to the effective depth of the attraction potential (roughly, the distance at which the potential becomes comparable to the kinetic energy of the atom). To reduce the normal component, most atomic mirrors are blazed at the grazing incidence. At grazing incidence, the efficiency of the quantum reflection can be enhanced by a surface covered with ridges (ridged mirror). The set of narrow ridges reduces the van der Waals attraction of atoms to the surfaces and enhances the reflection. Each ridge blocks part of the wavefront, causing Fresnel diffraction. Such a mirror can be interpreted in terms of the Zeno effect. We may assume that the atom is "absorbed" or "measured" at the ridges. Frequent measuring (narrowly spaced ridges) suppresses the transition of the particle to the half space with absorbers, causing specular reflection. At large separation between thin ridges, the reflectivity of the ridged mirror is determined by dimensionless momentum , and does not depend on the origin of the wave; therefore, it is suitable for reflection of atoms.