論文の概要: Quantum-coherent light-electron interaction in an SEM

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.00764v1
• Date: Sat, 2 Oct 2021 09:14:14 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-12 17:59:50.854753
• Title: Quantum-coherent light-electron interaction in an SEM
• Title（参考訳）: SEMにおける量子コヒーレント光電子相互作用
• Authors: Roy Shiloh, Tomas Chlouba, Peter Hommelhoff
• Abstract要約: 走査型電子顕微鏡において、電子と光の量子コヒーレント結合を示す。 走査型電子顕微鏡は0.5keVから30keVまでの未発見の電子エネルギーを与える。 この結果により、低エネルギー電子とアト秒時間分解能の撮像が可能となる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The last two decades experimentally affirmed the quantum nature of free electron wavepackets by the rapid development of transmission electron microscopes into ultrafast, quantum-coherent systems. In particular, ultrafast electron pulses can be generated and timed to interact with optical near-fields, yielding coherent exchange of the quantized photon energy between the relativistic electron wavepacket and the light field. So far, all experiments have been restricted to the physically-confining bounds of transmission electron microscopes, with their small, millimeter-sized sample chambers. In this work, we show the quantum coherent coupling between electrons and light in a scanning electron microscope, at unprecedentedly low electron energies down to 10.4 keV, so with sub-relativistic electrons. Scanning electron microscopes not only afford the yet-unexplored electron energies from ~0.5 to 30 keV providing optimum light-coupling efficiencies, but they also offer spacious and easily-configurable experimental chambers for extended and cascaded optical set-ups, potentially boasting thousands of photon-electron interaction zones. Our results unleashes the full potential of quantum experiments including electron wavepacket shaping and quantum computing with multiple arithmetic operations and will allow imaging with low-energy electrons and attosecond time resolution.
• Abstract（参考訳）: 過去20年間、超高速量子コヒーレント系への透過型電子顕微鏡の急速な発展により、自由電子波束の量子性が実験的に証明された。 特に、超高速電子パルスが生成され、光近接場と相互作用し、相対論的電子波束と光場の間の量子化された光子エネルギーのコヒーレント交換をもたらす。 これまでのところ、全ての実験は、小さなミリサイズのサンプルチャンバーを持つ透過型電子顕微鏡の境界に制限されている。 本研究では、走査型電子顕微鏡において、電子と光の間の量子コヒーレント結合を、前例のない10.4kevまでの低い電子エネルギーで示す。 走査型電子顕微鏡は、0.5から30keVまでの未探索の電子エネルギーが最適光カップリング効率を提供するだけでなく、拡張およびカスケードされた光セットのために広く容易に構成可能な実験室を提供する。 電子ウェーブレット整形や量子コンピューティングなどの量子実験のポテンシャルを複数の演算演算で解き、低エネルギー電子とアト秒時間分解能の撮像を可能にした。

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