粗糙波导中中子的引力量子态

提出了具有吸收/散射壁的波导中超冷中子引力量子态的理论。该理论涵盖了近期超冷中子在镜面与粗糙散射/吸收体之间发射的实验。分析基于近期发展的沿随机粗糙壁的量子输运理论，并作了修正以纳入泄漏（吸收）界面，更重要的是纳入低幅高孔径粗糙度。计算聚焦于如下 regime：直接跃迁到吸收阈之上的连续谱主导了中子从引力态的耗尽，且比涉及中间态的过程更高效。中子计数的理论结果对表面不均匀性的关联半径（横向尺寸）以及弱粗糙度极限下粒子能量与吸收阈之比敏感。观测更高引力态的主要障碍是粒子波函数的“悬垂”，这只能通过采用强粗糙度散射体来克服。一般而言，若仅欲探测个别引力态，高幅强粗糙度更优；而用于数据定量分析时，小幅高孔径强粗糙度实验更优。我们还讨论了进一步提高计算精度与优化实验 regime 的方法。