論文の概要: Coherent regime of Kapitza-Dirac effect with electrons

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.14508v1
• Date: Tue, 18 Nov 2025 13:59:25 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-19 16:23:53.142978
• Title: Coherent regime of Kapitza-Dirac effect with electrons
• Title（参考訳）: 電子によるカピツァ・ディラック効果のコヒーレントな状態
• Authors: Kamila Moriová, Petr Koutenský, Neli Laštovičková Streshkova, Marius Constantin Chirita Mihaila, Zbyněk Šobáň, Jaromír Kopeček, Andreas Schertel, Martin Kozák,
• Abstract要約: 走査型電子顕微鏡におけるKapitza-Dirac効果の観察について報告する。 電子横運動量スペクトル中の光子側バンドは収束ビーム回折幾何学において検出される。 この効果は、様々な種類の電子顕微鏡においてコヒーレント電子ビームスプリッターまたは位相プレートとして機能する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Electron matter waves coherently diffract when passing through a periodic structure of light formed by two interfering light waves. In this so-called Kapitza-Dirac effect, the electron momentum changes due to absorption and emission of photons via stimulated Compton scattering. Until now, the effect has only been observed with low energy electrons due to the small momentum of a visible photon compared to the momentum of high energy electron leading to diffraction angles of 10^(-4) rad or smaller. We report on the observation of the Kapitza-Dirac effect in a scanning electron microscope using high energy (20 keV and 30 keV) electrons with de-Broglie wavelengths of 9 pm and 7 pm, respectively. The photon sidebands in the electron transverse momentum spectrum are detected in the convergent beam diffraction geometry using spatial filtering. As the coupling strength between the electrons and the light field increases, the sideband populations exhibit coherent, reversible oscillations among diffraction orders. The effect can serve as a coherent electron beam-splitter or a phase-plate in various types of electron microscopes.
• Abstract（参考訳）: 電子物質波は、2つの干渉する光波によって形成された光の周期構造を通り抜けるときにコヒーレントに回折する。 このいわゆるKapitza-Dirac効果では、電子運動量はコンプトン散乱による光子の吸収と放出によって変化する。 これまでのところ、この効果は可視光子の運動量が少ないために低エネルギー電子でのみ観測されており、高エネルギー電子の運動量から10^(-4) rad以下の回折角が導かれる。 高エネルギー(20keVと30keV)電子を用いた走査型電子顕微鏡におけるKapitza-Dirac効果の観察について報告する。 電子横運動量スペクトル中の光子側バンドは、空間フィルタリングを用いて収束ビーム回折幾何学において検出される。 電子と光電場の間の結合強度が増加するにつれて、側バンドの集団は回折秩序の間にコヒーレントで可逆的な振動を示す。 この効果は、様々な種類の電子顕微鏡においてコヒーレント電子ビームスプリッターまたは位相プレートとして機能する。

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