原子的量子力学波函数扭曲为第一次涡

以色列的研究人员创造了第一个涡旋光束原子和分子。实验中,操纵原子的波函数,所以他们携带一个轨道角动量,可以提供洞察物质的基本属性。

漩涡的特点是某种循环流绕轴。漩涡和龙卷风是最熟悉的例子,但漩涡可以发生的最小规模。1992年,研究人员表明,单个粒子的运动可以被视为一个漩涡时产生激光束的螺旋式上升的光子。

光子涡旋光束已经发现使用在光镊和量子通信中,虽然最近电子涡旋光束被用来研究手性和磁性的影响。但是,直到现在,没有人能够使用复杂涡束粒子像原子,这是由于其内部结构更加复杂。

领导的一个团队Edvardas Narevicius在特拉维夫的魏茨曼科学研究所的创建了第一个氦和氖原子束,以及氦二聚体,与内在的轨道角动量。

我们描述波(粒子)。波,通常非常简单——他们摆动起来,,,,”Narevicius解释道。这波是一个螺旋,它绕着轴传播。原子的波函数是由发射光束通过分叉的氦在低温下的衍射光栅。

的工作是非常重要的,因为它展示了可能控制光束的波函数等复杂的微观对象的单个原子,的评论法布里奇奥卡伯恩实验室对超速的显微镜和电子散射瑞士联邦理工学院的。虽然类似的调节的横向分量原子的波函数以前的上下文中实现冷原子研究和“bose - einstein”冷凝物,一束原子在自由空间旅行携带轨道角动量从未生产过。

卡伯恩解释说,能够工程师原子的波函数以这种方式为控制与物质的相互作用提供了新的可能性。在任何交互,轨道角动量由原子守恒的,”他说。这可以影响一些基于atom-matter交互的应用程序如放疗、光谱和beam-based纳米加工等等。

“除此之外,在基本层面上,发生了什么问题基本粒子之间的相互作用构成一个原子属于涡旋光束没有答案。痈认为回答这个问题可以发现有趣的效果,可能会影响分子物理、核物理和高能辐射来源。

Narevicius也兴奋的新问题,探索新的涡旋光束。我们知道很多法律实际上在自然界保持角动量守恒。例如,所有的光学转换、电子转换,他们真的是一个锻炼在角动量守恒,Narevicius解释说。假设你有一个过渡,是被禁止的,但现在你有角动量隐藏在质量中心的运动。我们可以禁止过渡,并使其允许这个新的自由度耦合?”

像痈,Narevicius指出,涡旋光束可以使实验,揭示见解原子的内部结构。你怎么夫妇这新的自由度与内部运动吗?直到现在,你真的不能探索这个问题,因为你只有涡旋光束产生电子和光子——没有内部结构的基本粒子,Narevicius说。“现在这些问题不仅在理论上,而且在一个实验。”