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Óptica atómica

La óptica atómica (o óptica atómica) "se refiere a las técnicas para manipular las trayectorias y aprovechar las propiedades ondulatorias de los átomos neutros". [ 1 ] Los exper...

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

Para obtener una visión general completa 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 del 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 láser, que permite ralentizar los átomos, aumentando así su longitud de onda de De Broglie. [ 1 ]

Hasta 2006, la resolución de los sistemas de imagen basados ​​en haces atómicos no superaba la de un microscopio óptico , principalmente debido al bajo rendimiento de los elementos de enfoque . Estos elementos utilizan una pequeña apertura numérica ; por lo general, los espejos atómicos emplean incidencia rasante , y la reflectividad disminuye drásticamente al aumentar el ángulo de incidencia; para una reflexión normal eficiente, los átomos deben ser ultrafríos , y el manejo de dichos átomos suele implicar 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 una mejora significativa. [ 11 ] En particular, se puede realizar un holograma atómico. [ 12 ]

Véase también

  • «Atomwave.org, artículo de RMP, investigación del Grupo Cronin, investigadores de ciencias atómicas y ópticas de la Universidad de Arizona» . atomwave.org . Universidad de Arizona. Archivado del original el 9 de noviembre de 2015. Consultado el 12 de marzo de 2024 .Antigua página web del grupo de investigación de Arizona.

Referencias

  1. 1 2 3 Adams, CS; Sigel, M; Mlynek, J (1994). "Óptica atómica" . Physics Reports . 240 (3). Elsevier BV: 143– 210. Bibcode : 1994PhR...240..143A . 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 mediante placas de zona de Fresnel" (PDF) . Physical Review Letters . 83 (21): 4229– ​​4232. Bibcode : 1999PhRvL..83.4229D . doi : 10.1103/PhysRevLett.83.4229 . Archivado del original (PDF) el 29 de septiembre de 2011. Recuperado 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) . Reviews of Modern Physics . 81 (3): 1051. arXiv : 0712.3703 . Bibcode : 2009RvMP...81.1051C . doi : 10.1103/RevModPhys.81.1051 . hdl : 1721.1/52372 . S2CID 28009912. Archivado del original (PDF) el 19 de julio de 2011. 
  5. ↑ Rohwedder, B. (2007). "Resource Letter AON-1: Atom optics, a tool for nanofabrication". 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 (2018-09-05). "Metrología cuántica con estados no clásicos de conjuntos atómicos". Reviews of Modern Physics . 90 (3) 035005. American Physical Society (APS). arXiv : 1609.01609 . Bibcode : 2018RvMP...90c5005P . doi : 10.1103/revmodphys.90.035005 . ISSN 0034-6861 . S2CID 119250709 .  
  7. ↑ Estermann, I.; 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" . Optics and Photonics News . 16 (3): 44– 48. Bibcode : 2005OptPN..16...44B . doi : 10.1364/OPN.16.3.000044 .
  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 . 

Libros

  • Meystre, Pierre (2001). Óptica atómica . Serie Springer sobre física atómica, óptica y de plasmas, 33. Nueva York: AIP Press/Springer. ISBN 0-387-95274-8OCLC 45962873​​ ASIN 0387952748 
  • Meystre, Pierre (2021). Óptica cuántica: Domando lo cuántico . Textos de posgrado en física. Springer International Publishing, Cham. doi : 10.1007/978-3-030-76183-7 . ISBN 978-3-030-76183-7OCLC 1346683874 .​