к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Атомный интерферометр

Атомный интерферометр - прибор, позволяющий наблюдать стационарную картину интерференции двух сдвинутых по фазе компонент к--л. состояния атома. В принципе такое устройство аналогично обычному двухлучевому оптич. интерферометру.

Принцип действия атомного интерферометра может быть пояснён следующим примером. Пучок атомов водорода в метастабиль-ном состоянии 2S1/2 последовательно проходит через две пространственно разделённые зоны 1 и 2, внутри к-рых атомы подвергаются воздействию неадиабатич. возмущения, вследствие чего становятся возможными их переходы в др. состояния, напр. 111998-297.jpg и 111998-298.jpg. Возмущающим фактором является электрич. поле, локализованное в пространстве между зонами (рис. 1), к-рое резко изменяется на границах, т. е. в пределах каждой зоны ширины d.

111998-299.jpg

Рис. 1. Схема атомного интерферометра: 1 и 2 -входная и выходная электродные системы, 3-детекторы La-излучения, 4 - область действия дополнительного электрич. поля.

Для упрощения картины можно ограничиться рассмотрением двухуровневой системы111998-300.jpg - 111998-301.jpg , что оправдано при не слишком сильных полях; в этом случае влияние уровня 111998-302.jpg сказывается слабо и может быть учтено малыми поправками. При пересечении первой границы атомы переходят в суперпозицию собств. состояний 111998-303.jpg и 111998-304.jpg с энергиями 111998-305.jpg, определяемыми величиной напряжённости электрич. поля E. На границе зоны 2, где поле убывает до нуля, возникнут компоненты пучка, представляющие как состояние 111998-306.jpg , так и состояние 111998-307.jpg, причем каждый из термов 111998-308.jpg и 111998-309.jpg даст начало паре таких состояний.

По выходе из поля амплитуды (здесь уже собственных) состояний111998-310.jpg и 111998-311.jpg будут определяться амплитудами переходов и разностью фаз между компонентами каждой пары Эта разность зависит от времени пролета в поле и от частоты перехода между термами 111998-312.jpg и 111998-313.jpg, расщеплёнными электрич. полем (Штарка эффект ).Поскольку величина расщепления определяется напряженностью поля Е, то при ее монотонном изменении в прошедшем пучке будут наблюдаться периодические (происходящие в противофазе) колебания интенсивности потоков 2S- и 2Р-атомов, обусловленные интерференцией компонент каждой пары: (2S)1-(2S)2 и (2P)1-(2P)2. Такое же явление будет наблюдаться при изменении времени пролета t, определяемого расстоянием l между границами поля (l>d).

Наблюдение картины интерференции можно осуществить измерением потока короткоживущих 2P-атомов. Детектор, расположенный за второй границей, будет регистрировать фотоны, отвечающие переходу 2Р-1S, т. е. головную линию серии Лаймана 111998-314.jpg с длиной волны 1216 111998-315.jpg. Можно также наблюдать происходящую в противофазе интерференцию 2S-компонент, для чего необходимо пропустить пучок 2S-атомов через дополнит. электрич. поле, перемешивающее состояния 2S и 2Р.

В двухуровневой системе 2S1/2-2P1/2, имеют место переходы между S- и Р-подуровнями сверхтонкой структуры с проекциями Fz квантового числа суммарного момента F ядра и электрона, равными 1,0 и -1 (рис. 2). T. к. разности энергий для переходов с 111998-316.jpg 1 (согласно отбора правилам)совпадают, результирующая интенсивность 2Р-компоненты пучка будет определяться суммой трёх слагаемых, соответствующих этим переходам: 111998-317.jpg . Если положить х=<d>111998-318.jpg, где <d> - матричный элемент перехода 2S1/2-2P1/2, a 111998-319.jpg-лэмбовский сдвиг, то вероятность выхода 111998-320.jpg-атомов для каждой i-й компоненты будет определяться выражением вида

111998-321.jpg

где111998-322.jpg-постоянная распада 2Р-состояния.

Атомный интерферометр представляет собой помещенную в вакуум систему из 2 электродов (создающих неадиабатически изменяющееся на границах поле), длина к-рой зависит от скорости атомов пучка и составляет обычно 1-50 см. Особенности тонкой структуры 111998-323.jpg -уровней атомов водорода оптимально проявляются при х~1, чему соответствует E ~ 300 В/см.

На рис. 3 показаны кривые интерференции компонент 2Р-состояния атома водорода (являющейся оптич. аналогом эффекта Пайса - Пиччони для системы 111998-324.jpg ; см, К-мезоны).

Наблюдение атомных состояний в течение длительного времени при помощи А. и. позволяет осуществить качественно новые эксперименты, поскольку картина интерференции, зарегистрированная в широком интервале сдвига фаз, чрезвычайно чувствительна к характеристикам её компонент.

111998-325.jpg

Рис. 2. Сверхтонкая структура 2S1/2 -, 2Р1/2 -уровней атома водорода (масштаб не выдержан)

Одним из примеров применения А. и. является измерение лэмбовского сдвига в атоме водорода. Из ф-лы для двухэлектродного интерферометра следует, что аксперим. зависимость выхода 2Р-атомов от E и t позволяет в принципе найти величину111998-328.jpg.

111998-326.jpg

Рис. 3. Зависимость интенсивности 111998-327.jpg компоненты 2Р от напряжённости электрич. поля E для времени пролёта t=2,5512*l0-9 с (а) и от t при E = 400 В/см (б).

Однако определение её с точностью ~10-6 оказывается затруднительным из-за сложного поведения атома в поле и неопределённости характеристик этого поля, особенно вблизи отверстий в электродах для прохода пучка.

Для точного измерения 111998-329.jpg применяется т. н. двойной А. и. с двумя двухэлектродными системами (типа, изображённого на рис. 1), разделёнными промежутком L. Атом водорода в состоянии 111998-330.jpg , пролетающий через такой интерферометр, последовательно подвергается действию неадиабатич. полей во входной и выходной электродных системах, к-рое приводит к перемешиванию состояний 2S и . Роль первой системы сводится к созданию суперпозиции 2S-, 2Р-состояний из исходного состояния 2S. Для того чтобы экспериментально найти сдвиг фаз 2S- и 2Р-компонент пучка после пролёта атомом расстояния L, используется, в качестве анализатора, вторая двухэлектродная система, образующая компоненты 2Р-состояния как из 2P-, так и из 2S-состояний. Интерференцию этих компонент наблюдают при помощи детектора La-квантов.

Процессы, происходящие в интерферометре, удобно рассматривать в системе покоящегося атома. В этом случае на атом будут действовать два импульса электрич. поля, разделённые промежутком времени t=111998-331.jpg , где 111998-332.jpg-скорость атома. В промежутке между электродными системами, т. е. в области, где поля нет, состояния 2S и являются собственными и их эволюция определяется точно.

Поэтому можно написать точное выражение для вероятности выхода 2Р-атомов после пролёта через двойной 111998-333.jpg интерферометр как функции длины L или времени пролёта t (E1, E2 - величины напряжённостей электрич. полей во входной и выходной двухэлектродных системах). Существенно, что при эксперим. определении зависимости111998-334.jpg в качестве переменной L можно взять не абс. значение длины, а её приращение, отсчитанное от некрой произвольной точки.

Литература по атомным интерферометрам

  1. Соколов Ю. Л., Интерференция 2P1/2-состояния атома водорода, "ЖЭТФ", 1972, т. 63, с. 461.

Ю. Л. Соколов

к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

Знаете ли Вы, что cогласно релятивистской мифологии "гравитационное линзирование - это физическое явление, связанное с отклонением лучей света в поле тяжести. Гравитационные линзы обясняют образование кратных изображений одного и того же астрономического объекта (квазаров, галактик), когда на луч зрения от источника к наблюдателю попадает другая галактика или скопление галактик (собственно линза). В некоторых изображениях происходит усиление яркости оригинального источника." (Релятивисты приводят примеры искажения изображений галактик в качестве подтверждения ОТО - воздействия гравитации на свет)
При этом они забывают, что поле действия эффекта ОТО - это малые углы вблизи поверхности звезд, где на самом деле этот эффект не наблюдается (затменные двойные). Разница в шкалах явлений реального искажения изображений галактик и мифического отклонения вблизи звезд - 1011 раз. Приведу аналогию. Можно говорить о воздействии поверхностного натяжения на форму капель, но нельзя серьезно говорить о силе поверхностного натяжения, как о причине океанских приливов.
Эфирная физика находит ответ на наблюдаемое явление искажения изображений галактик. Это результат нагрева эфира вблизи галактик, изменения его плотности и, следовательно, изменения скорости света на галактических расстояниях вследствие преломления света в эфире различной плотности. Подтверждением термической природы искажения изображений галактик является прямая связь этого искажения с радиоизлучением пространства, то есть эфира в этом месте, смещение спектра CMB (космическое микроволновое излучение) в данном направлении в высокочастотную область. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМАФорум Рыцари теории эфира
Рыцари теории эфира
 14.10.2019 - 19:26: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вячеслава Осиевского - Карим_Хайдаров.
14.10.2019 - 03:09: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Марины Мелиховой - Карим_Хайдаров.
13.10.2019 - 18:09: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Светланы Вислобоковой - Карим_Хайдаров.
13.10.2019 - 08:05: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Декларация Академической Свободы - Карим_Хайдаров.
13.10.2019 - 08:03: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> Биохимия мозга от проф. С.В. Савельева и не только - Карим_Хайдаров.
12.10.2019 - 07:03: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Константина Сёмина - Карим_Хайдаров.
11.10.2019 - 08:59: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от О.Н. Четвериковой - Карим_Хайдаров.
11.10.2019 - 06:24: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
11.10.2019 - 03:57: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> ЗА НАМИ БЛЮДЯТ - Карим_Хайдаров.
11.10.2019 - 03:33: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> ЭКОЛОГИЯ ДЛЯ ВСЕХ - Карим_Хайдаров.
11.10.2019 - 03:22: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> Глобальное потепление - миф или... миф? - Карим_Хайдаров.
09.10.2019 - 19:01: ТЕОРЕТИЗИРОВАНИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ - Theorizing and Mathematical Design -> ФУТУРОЛОГИЯ - прогнозы на будущее - Карим_Хайдаров.
Bourabai Research Institution home page

Bourabai Research - Технологии XXI века Bourabai Research Institution