En física atómica, un espejo estriado (o espejo atómico estriado , o espejo de difracción de Fresnel ) es un tipo de espejo atómico diseñado para la reflexión especular de partículas neutras ( átomos ) que inciden con un ángulo rasante . Para reducir la atracción media de las partículas hacia la superficie y aumentar la reflectividad, esta superficie presenta estrías estrechas. [ 1 ]
Reflectividad de espejos atómicos estriados

En la literatura se han analizado diversas estimaciones de la eficiencia de la reflexión cuántica de ondas en espejos estriados . Todas estas estimaciones utilizan explícitamente la teoría de De Broglie sobre las propiedades ondulatorias de los átomos reflejados.
Escalado de la fuerza de van der Waals
Las crestas mejoran la reflexión cuántica de la superficie, reduciendo la constante efectiva.de la atracción de van der Waals de los átomos a la superficie. Dicha interpretación conduce a la estimación de la reflectividad.
- ,
dóndees el ancho de las crestas,es la distancia entre crestas,es el ángulo rasante yes el número de onda yes el coeficiente de reflexión de los átomos con número de ondadesde una superficie plana con incidencia normal. Dicha estimación predice el aumento de la reflectividad al aumentar el período.; esta estimación es válida enConsulte la reflexión cuántica para la aproximación (ajuste) de la función ..
Interpretación como efecto Zenón
Para crestas estrechas con períodos grandes, las crestas simplemente bloquean parte del frente de onda. Entonces, se puede interpretar en términos de la difracción de Fresnel [ 2 ] [ 3 ] de la onda de De Broglie , o el efecto Zeno ; [ 4 ] dicha interpretación lleva a la estimación de la reflectividad
- ,
donde el ángulo de rasanteSe supone que es pequeño. Esta estimación predice una mejora de la reflectividad en la reducción del período.Esta estimación requiere que.
Límite fundamental
Para espejos estriados eficientes, ambas estimaciones anteriores deberían predecir una alta reflectividad. Esto implica una reducción tanto del ancho como del grosor.de las crestas y el período,. El ancho de las crestas no puede ser menor que el tamaño de un átomo; esto establece el límite de rendimiento de los espejos estriados. [ 5 ]
Aplicaciones de los espejos estriados
Los espejos estriados aún no se comercializan, aunque se pueden mencionar algunos logros. La reflectividad de un espejo atómico estriado puede ser varios órdenes de magnitud superior a la de una superficie plana. Se ha demostrado el uso de un espejo estriado como holograma atómico . En el trabajo de Shimizu y Fujita, [ 6 ] la holografía atómica se logra mediante electrodos implantados en una película de SiN₄ sobre un espejo atómico, o quizás utilizando el propio espejo atómico.
Los espejos estriados también pueden reflejar luz visible ; [ 5 ] sin embargo, para ondas de luz, el rendimiento no es mejor que el de una superficie plana. Se propone un espejo estriado elipsoidal como elemento de enfoque para un sistema óptico atómico con resolución submicrométrica ( nanoscopio atómico ).
Véase también
Referencias
- ↑ F. Shimizu; J. Fujita (2002). "Reflexión cuántica gigante de átomos de neón en una superficie de silicio estriada". Journal of the Physical Society of Japan . 71 (1): 5– 8. arXiv : physics/0111115 . Bibcode : 2002JPSJ...71....5S . doi : 10.1143/JPSJ.71.5 . S2CID 19013515 .
- ↑ D. Kouznetsov; H. Oberst (2005). "Dispersión de ondas en espejos estriados" (PDF) . Physical Review A. 72 ( 1) 013617. Bibcode : 2005PhRvA..72a3617K . doi : 10.1103/PhysRevA.72.013617 .
- ↑ H.Oberst; D.Kouznetsov; K.Shimizu; J.Fujita; F. Shimizu (2005). "Espejo de difracción de Fresnel para una onda atómica" (PDF) . Physical Review Letters . 94 (1) 013203. Bibcode : 2005PhRvL..94a3203O . doi : 10.1103/PhysRevLett.94.013203 . hdl : 2241/104208 . PMID 15698079 .
- ↑ D. Kouznetsov; H. Oberst (2005). "Reflexión de ondas en una superficie estriada y el efecto Zeno" . Optical Review . 12 (5): 1605– 1623. Bibcode : 2005OptRv..12..363K . doi : 10.1007/s10043-005-0363-9 . S2CID 55565166 .
- 1 2 D. Kouznetsov; H. Oberst; K. Shimizu; A. Neumann; Y. Kuznetsova; J.-F. Bisson; K. Ueda; SRJ Brueck (2006). "Espejos atómicos estriados y nanoscopio atómico". Journal of Physics B . 39 (7): 1605– 1623. Bibcode : 2006JPhB...39.1605K . CiteSeerX 10.1.1.172.7872 . doi : 10.1088/0953-4075/39/7/005 . S2CID 16653364 .
- ↑ F. Shimizu; J. Fujita (2002). "Holograma de tipo reflexión para átomos". Physical Review Letters . 88 (12) 123201. Bibcode : 2002PhRvL..88l3201S . doi : 10.1103/PhysRevLett.88.123201 . PMID 11909457 .
- Física atómica, molecular y óptica