slide1 n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
NEUTRON-INTERFERENCIA PowerPoint Presentation
Download Presentation
NEUTRON-INTERFERENCIA

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 20

NEUTRON-INTERFERENCIA - PowerPoint PPT Presentation


  • 120 Views
  • Uploaded on

NEUTRON-INTERFERENCIA. neutron :. Sokkal rövidebb a fényhullámnál sokkal nagyobb mechanikai stabilitás kell. Interferométer: élesen definiált útkülönbségek hullámfront-osztás (Young-féle kétrés-interferencia): lehet, de nem praktikus.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'NEUTRON-INTERFERENCIA' - helene


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide1

NEUTRON-INTERFERENCIA

neutron:

Sokkal rövidebb a fényhullámnál sokkal nagyobb mechanikai stabilitás kell

slide2

Interferométer: élesen definiált útkülönbségek

hullámfront-osztás (Young-féle kétrés-interferencia):

lehet, de nem praktikus

amplitudó-osztás (Mach-Zehnder, Michelson)!

röntgenre: Bonse-Hart 1964

neutronra: Rauch-Bonse-Hart 1974 óta rengeteg alkalmazás

A fő építőkocka: nyalábosztó (beamsplitter)

Si egykristály: erős „Bragg-reflexió” a kristálysíkok rendszeréről, ha teljesül a „Bragg-feltétel”:

Vastagkristályban oda-vissza megy a reflexió,

mint az inga („Pendellösung”: Ewald 1916)

a

50μm

egy fordulópontnál elvágva, a visszavert és a továbbmenő nyaláb egyenlő erős:

50-50 %-os nyalábosztó!

slide3

Az eredmény, mint fekete doboz:

1

r

  • r: reflexiós amplitúdó
  • t: transzmissziós
  • amplitúdó

1

t

Persze az egész tükrözés- szimmet-rikus:

1

r

t

így a két bemenet tetszőleges szuperpoziciójának átvitele a két kimenet szuperpoziciójába leírható egy ilyen szimmetrikus mátrixszal:

amely azonban nemcsak szimmetrikus, hanem unitér is, amiből következik,

hogy r/t imaginárius: a reflektált amplitúdó fázisa ±π/2-vel különbözik az

átmenő amplitúdóétól!

Bonse-Hart-Rauch

Si egykristály

háromfülű interferométer

slide4

destruktív (kioltó) interferencia

Jelzi az elnyelő jelenlétét, anélkül, hogy elnyelődött volna: ”KÖLCSÖNHATÁS-MENTES MÉRÉS”

slide5

Egy forgatható fázistoló beillesztésével változtatható fáziskülönbséget

hozhatunk létre a két ág között (a négyfülűben könnyebben elfér):

slide6

Helyezzünk be egy

arányú abszorpciót és fázistolást okozó tárgyat:

a detektoron megjelenő intenzitás

Az interferencia „láthatósága” (VISIBILITY):

slide7

Helyettesítsük az elnyelőt egy Fizeau-féle forgó megszakítóval

(chopperrel) (Rauch és Summhammer 1987), amely az idő hányadában

átereszti, (1- ) hányadában elnyeli a neutront! Az időátlagolt jel -en:

Az ehhez tartozó láthatóság:

Mivel , így teljesül , ezért ez a láthatóság kisebb,

mint az elnyelő anyagminta esetén. Magyarázat: a megszakítási időszakban tudjuk, hogy a neutron csak a másik úton mehetett; ez az út-információ (részecske-szerű tulajdonság!) csökkenti le az interferenciaképességet (hullám-szerű tulajdonság), a komplementaritási elvnek megfelelően.

Visszajön az interferencia, ha a megszakító nagyon gyorsan forog! Miért?

slide8

Mi történik, ha valamilyen anyagot a neutron útjába teszünk?

A neutronok szóródnak a magokon:

A mag kicsike: s-szórás

a szórási hossz, általában pozitív (pl. Bi), néha negatív (pl. Ti)

  • effektív Born-közelítés:

Fermi-féle pszeudopotenciál

Ezt átlagoljuk N/V sűrűségű, rendezetlen eloszlású szórócentrumokra:

Ilyen átlagos mélységű potenciálgödörként hat a közeg a neutronra,

a fő hatás: megváltozik a hullámhossza TÖRÉSMUTATÓ!

OPTIKAI MODELL

slide9

OPTIKAI MODELL

Mit is jelent a törésmutató?

vákuumban , a közegben

vákuumban , a közegben

DE tömeges részecskére ezért

, amiből

Fázistolás? D vastag, n „törésmutatójú” anyagon áthaladva:

slide10

Fázistolás? D vastag, n „törésmutatójú” anyagon áthaladva:

Hát az abszorpció miből lesz? Ha b-nek imaginárius része is van,

akkor n komplex, ami elnyelésnek felel meg (Landau-Lifsic III, § 142)

  • Még egy izgalmas hatás: a hullámcsomag eltolása
  • λ-függő: a hullámcsomag szét is folyik
  • b előjele szerint mindkét irányú lehet

KÍSÉRLET %

slide11

Bi

Eltolt hullámcsomagok:

nincs interferenciajel

b>0

Visszatolja: visszajön az interferenciajel

„FÁZIS-EKHÓ”

Clothier,…,Rauch…1991

b<0

Bi

Ti

Bi

Spektrális szűrés (Bragg)

kiszélesíti a hullámcsomagot, visszahozza az interferenciát

„UTÓSZELEKCIÓ”

slide12

A dolog nem ilyen egyszerű:

a hullámcsomagon belül a rövid hullámok előreszaladnak,

a hosszúak hátramaradnak;

ennek fontos szerepe van a szétcsúszott hullámcsomagok

interferencia-vesztésében

(Kaiser, Werner, George; Klein, Opat, Hamilton)

slide13

NEUTRON-INTERFERENCIA SPINFORGATÁSSAL

  • az interferometria érzékeny módszer gyenge erők, kis energiakülönbségek mérésére, amelyek közvetlenül nem észlelhetők, de jól mérhető fáziseltolásokat okoznak:
  • gravitáció 1 m magasságkülönbségre
  • szilárd anyagbeli átlagpotenciál
  • 1 T mágneses tér
  • Neutronra ezek mind nagyságrendű energiaeltolódást okoznak, ami interferométerben jól mérhető.
slide14

Hogyan forog a spin?

Larmor-precesszió:

pl.

tényleg

precesszió:

Ugyanez síkhullámokkal (Mezei 1988), amelyek L utat tesznek meg

z irányú, B erősségű mágneses térben:

  • Ebből fázistolás lesz:

Itt a Larmor-precesszió!

, mert L/v=t

de: erős térben Stern-Gerlach

slide15

bejövő spin-polarizáció x irányban

x

a felső ágon:

az alsó ágon:

a detektorba a kettő összege jut:

a két ortogonális spinállapot egymással nem interferál: a detektor

az intenzitások összegét mutatja, ami a következő fólián látható:

slide16

4π szerint periodikus spinor-fázis !!!

Badurek et al, PRD 14, 1177 (1976)

slide17

Időfüggő neutronspin-szuperpozició

  • kettős rezonancia
  • Oszcilláló mágneses térben
  • energiaátadás = fázismoduláció

Badurek, Rauch, Tuppinger: PRA 34, 2600 (1986)

z

Helmholtz-

tekercsekkel

stabilizálva

Mi történik? Elmélet a következő oldalon

slide18

a forgatás operátora

Térjünk át forgó koordinátarendszerre:

Rezonáns kölcsönhatás a szolenoiddal Δt ideig:

használd ki, hogy

Legyen Δt=π: „π-pulzus”, akkor ez

Mi van végül is a kísérletben?

slide19

Megjelent a rádiófrekvenciás oszcillátor klasszikus fázisa, mint a neutron hullámfüggvényének kvantummechanikai fázisa!

Ha a két szolenoidot kétféle frekvenciával hajtjuk meg,

az interferométer kimeneténél a két ág lebegése jelenik meg:

digitális frekvenciaszintetizátorok

energiában ez őrületes pontosság, fázisban normális

Bonyolultabb kombinációk: Summhammer et al., PRL 75, 3206 (1995)

Összefoglaló: Golub et al., Am.J.Phys. 62, 779 (1994 szeptember)

slide20

Fermion-korrelációk neutronokra

quant-ph/0509131

(Róma, Perugia, Bari)

Koincidenciák kizárása a

Pauli-elv miatt

és még egy website a bécsiek cikkeivel:

www.ati.ac.at/~sekr/hr_publications.html