哥廷根大学 艺术家的观点,单个电子与光学回音壁模式相互作用,因为它围绕一个硅球
电子速度和它所携带的光波之间的匹配改变了电子的量子态,表现为一个更宽的光晕
荣誉:缪拉·西维斯博士 当你在圣保罗大教堂的一个走廊里轻声说话时,声音很容易在穹顶周围传播,任何地方的游客都能听到
这种引人注目的现象被称为“回音壁”效应,它的变体出现在许多场景中,在这些场景中,波几乎可以完美地围绕一个结构传播
哥廷根大学的研究人员现在已经利用这种效应来控制电子显微镜的光束
研究结果发表在《自然》杂志上
在他们的实验中,博士团队
奥菲尔·科菲尔和克劳斯·罗珀教授用激光照射小玻璃球,以所谓的“光学回音壁模式”捕捉光线
类似于声学的例子,光波在这些球体中传播几乎没有阻尼
在他们的电子显微镜中,研究人员将一束电子传递到球体边缘附近
通过测量电子速度的分布,他们发现电子和光场交换了大量的能量
根据第一作者Kfir的说法,相互作用的强度来自两个贡献:“首先,回音壁效应允许我们储存光,并利用时间建立更强的波
其次,电子在玻璃球上以与光波相同的速度运行
他解释道:“为了最好地利用能量,想象一个与海浪速度相匹配的冲浪者
“在研究中,物理学家观察到单个电子吸收或释放了数百个光子的能量,这些光子是光场的基本粒子
除了对这一现象的基本兴趣之外,研究人员认为他们的发现具有相当大的未来相关性
“我们研究光给电子显微镜增加功能的方法,”物理学院的罗珀说,他是团队的领导者和马克斯·普朗克生物物理化学研究所的主任
“我们现在可以利用光在空间和时间上控制电子束
增强自由电子和光子的耦合最终可能会导致全新的纳米传感和显微技术
我们相信,目前的工作是朝着这个方向迈出的重要一步
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