原子与分子的涡旋束
量子物理
2021-05-03 v1 原子物理
摘要
角动量在量子力学的众多现象中起着核心作用，从光与物质的微观相互作用到超流体的宏观行为，在各个尺度上均反复出现。携带内禀轨道角动量（OAM）的涡旋束如今已能常规地用光子、电子等初等粒子产生，并被用于显微术与通信等诸多应用。非初等粒子的涡旋中仍隐藏着未开发的可能性，因为其复合结构可导致OAM与内部自由度耦合。然而，迄今为止，非初等粒子涡旋束的实验演示从未实现。我们呈现了首个原子与分子的涡旋束：分别使氦原子和二聚体的超声束经透射光栅制成的二元掩模衍射而形成。通过实现大的粒子相干长度和纳米级光栅特征，我们在撞击探测器的粒子累积图像中观察到对应于不同OAM态的一系列涡旋环。该方法具有普适性，可应用于大多数原子与分子气体。我们的结果可能开辟原子物理的新前沿，利用OAM这一额外自由度来探测碰撞并改变基本相互作用。
引用
@article{arxiv.2104.14619,
title = {Vortex beams of atoms and molecules},
author = {Alon Luski and Yair Segev and Rea David and Ora Bitton and Hila Nadler and A. Ronny Barnea and Alexey Gorlach and Ori Cheshnovsky and Ido Kaminer and Edvardas Narevicius},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.14619},
year = {2021}
}