論文の概要: Vortex beams of atoms and molecules
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.14619v1
- Date: Thu, 29 Apr 2021 19:11:04 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-02 01:51:20.870816
- Title: Vortex beams of atoms and molecules
- Title（参考訳）: 原子と分子の渦ビーム
- Authors: Alon Luski, Yair Segev, Rea David, Ora Bitton, Hila Nadler, A. Ronny
Barnea, Alexey Gorlach, Ori Cheshnovsky, Ido Kaminer and Edvardas Narevicius
- Abstract要約: 我々は、ヘリウム原子と二量体の超音速ビームを回折して形成された原子と分子の最初の渦ビームを示す。
我々は、検出器に衝突する粒子の蓄積画像において、異なるOAM状態に対応する一連の渦輪を観察する。
この結果は原子物理学の新たなフロンティアを開き、OAMのさらなる自由度を利用して衝突を探索し、基本的な相互作用を変化させる可能性がある。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Angular momentum plays a central role in a multitude of phenomena in quantum
mechanics, recurring in every length scale from the microscopic interactions of
light and matter to the macroscopic behavior of superfluids. Vortex beams,
carrying intrinsic orbital angular momentum (OAM), are now regularly generated
with elementary particles such as photons and electrons, and harnessed for
numerous applications including microscopy and communication. Untapped
possibilities remain hidden in vortices of non-elementary particles, as their
composite structure can lead to coupling of OAM with internal degrees of
freedom. However, thus far, the creation of a vortex beam of a non-elementary
particle has never been demonstrated experimentally. We present the first
vortex beams of atoms and molecules, formed by diffracting supersonic beams of
helium atoms and dimers, respectively, off binary masks made from transmission
gratings. By achieving large particle coherence lengths and nanometric grating
features, we observe a series of vortex rings corresponding to different OAM
states in the accumulated images of particles impacting a detector. This method
is general and can be applied to most atomic and molecular gases. Our results
may open new frontiers in atomic physics, utilizing the additional degree of
freedom of OAM to probe collisions and alter fundamental interactions.
- Abstract（参考訳）: 角運動量は、量子力学における多くの現象において中心的な役割を果たし、光と物質の微視的相互作用から超流動のマクロな挙動まで、あらゆる長さスケールで繰り返される。
固有軌道角運動量(OAM)を持つ渦ビームは現在、光子や電子などの素粒子で定期的に生成され、顕微鏡や通信など多くの用途に利用されている。
OAMと内部自由度を結合させるため、非元素粒子の渦中に未発見の可能性が秘められている。
しかし、これまでのところ、非素粒子の渦ビームの生成は実験的に実証されていない。
我々は、原子と分子の最初の渦ビームを、透過格子から作られる2値マスクから、それぞれヘリウム原子とダイマーの超音速ビームを回折して形成する。
大きな粒子コヒーレンス長とナノメトリックグレーティング特性を達成することで、検出器に衝突する粒子の累積画像において、異なるoam状態に対応する一連の渦輪を観察する。
この方法が一般的であり、ほとんどの原子および分子気体に適用することができる。
この結果は原子物理学の新しいフロンティアを開き、OAMのさらなる自由度を利用して衝突を探索し、基本的な相互作用を変化させる可能性がある。
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