論文の概要: Atomic diffraction by patterned holes in hexagonal boron nitride: a comparison between semi-classical and quantum computational models
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.08336v1
- Date: Wed, 10 Sep 2025 07:18:33 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-11 15:16:52.335972
- Title: Atomic diffraction by patterned holes in hexagonal boron nitride: a comparison between semi-classical and quantum computational models
- Title（参考訳）: 六方晶窒化ホウ素のパターン穴による原子回折 : 半古典的および量子計算モデルの比較
- Authors: Eivind Kristen Osestad, Ekaterina Zossimova, Michael Walter, Johannes Fiedler,
- Abstract要約: 本稿では, 六方晶窒化ホウ素の亜ナノ孔内におけるヘリウム物質波回折の数値シミュレーションを行った。
以上の結果から, 量子的手法の伝送速度は, 一般の半古典的手法による予測よりも有意に高いことがわかった。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.230121113047846
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The diffraction of atoms and molecules through tiny, sub-nanometre holes in atomically thin membranes is a promising approach for advancing atom interferometry sensing and atomic holography. However, dispersion interactions, such as the Casimir-Polder force, pose a significant challenge by attracting diffracting particles to the membrane, limiting the minimum hole size. This paper presents a numerical simulation of helium matter-wave diffraction through sub-nanometre holes in hexagonal boron nitride by solving the time-dependent Schr\"odinger equation. Our results show that the transmission rates in the quantum approach are significantly higher than those predicted by the commonly used semi-classical approach. This suggests that significantly smaller holes can be used in the design of diffractive masks, provided that fabrication techniques can meet the atomic-level precision to realise such holes. Furthermore, we observe notable differences in diffraction patterns, even for atom velocities that are much greater than the expected convergence threshold between semi-classical and quantum computational models.
- Abstract（参考訳）: 原子間干渉法と原子ホログラフィーの進歩に期待できるアプローチである。
しかし、カシミール・ポルダー力のような分散相互作用は、回折粒子を膜に誘引し、最小の孔径を制限することで大きな課題を生んでいる。
本稿では,六方晶窒化ホウ素の亜ナノ孔内におけるヘリウム物質波回折の時間依存シュリンガー方程式の解法により数値シミュレーションを行った。
以上の結果から, 量子的手法の伝送速度は, 一般の半古典的手法による予測よりも有意に高いことがわかった。
このことは、そのような穴を実現するために原子レベルの精度を満たす製造技術が可能であることを仮定して、回折マスクの設計において非常に小さな穴が使用できることを示唆している。
さらに,半古典的および量子的計算モデル間の収束しきい値よりもはるかに大きい原子速度においても,回折パターンの顕著な差異を観察する。
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