你所在的位置: 首页 > 正文

带你看亚原子世界,神奇的粒子扭曲漩涡!

2019-08-30 点击:1826
澳博备用网站

在儒勒凡尔纳《海底两万里》的着名经典作品中,标志性的Noririus潜艇消失在莫斯科海峡,这是挪威海岸的巨大漩涡。在太空中,恒星围绕黑洞旋转;在地球上,旋风,龙卷风和沙尘暴摧毁了地球。从星系到搅拌成咖啡的牛奶,所有这些现象都具有自然界常见的漩涡形状。在亚原子世界中,基本粒子或能量流围绕固定轴旋转,如开塞钻的尖端。当粒子像这样移动时,它们就形成了我们所说的“涡旋光束”。

这些光束意味着粒子具有明确的轨道角动量,其描述了粒子围绕固定点的旋转。因此,涡旋光束可以为我们提供与物质相互作用的新方法,例如增强传感器对磁场的敏感性,或者为诸如放射疗法的医学治疗中的辐射 - 组织相互作用产生新的吸收通道。

然而,涡旋光束也可以在基本粒子之间的基本相互作用中形成新的通道,并且期望提供对诸如中子,质子或离子的粒子的内部结构的新见解。该物质具有波粒二象性,这意味着科学家可以通过简单地调整粒子的波函数,使大体积粒子形成涡旋光束。

这可以通过称为“被动相位掩模”的装置来实现,该装置可以被认为是海洋中的固定障碍物。当海浪袭来时,它们的“波浪”会发生变化并形成漩涡。物理学家一直在使用被动相位掩模来产生电子和中子的涡旋光束。但是现在,来自EPFL的Fabrizio Carbone实验室科学家已经证明,有可能利用光来动态扭曲单个电子波函数,能够产生超短涡旋电子束,并且在阿秒(10 ^ -18秒)的时间尺度上积极地改变它的涡度。

为此,研究团队使用了一种控制纳米尺度粒子相互作用的基本规则:能量守恒和动量守恒。这意味着两个粒子碰撞前后的能量,质量和速度之和必须相同。该约束允许电子在与特定光场(即,手性等离子体)相互作用时获取轨道角动量。在实验中,科学家通过金属薄膜上的纳米孔发射出圆偏振超短激光脉冲。这产生了强的局部电磁场(手性等离子体),单个电子与之相互作用。科学家使用超快透射电子显微镜来监测电子的相位分布。

在电子和电场之间的相互作用中,电子的波函数表现出手征调制,即,通过调节激光脉冲的极化,可以主动控制电子的“手”。这些实验有许多实际应用。超快涡旋电子束可用于编码和操纵量子信息;电子轨道角动量可以转移到磁性材料的自旋上,以控制新器件的拓扑电荷进行数据存储。但更有趣的是利用光来动态扭曲物质波,为质子或离子束的形成提供了新的视角,例如用于医疗的质子或离子束,这可能导致新的无线电材料相互作用机制。它对于选择性组织消融技术是可能的和有用的。

Brocade Park |研究/来自:联邦洛桑理工学院

参考期刊《Nature Materials》

DOI: 10.1038/s-019-0336-1

特别声明:本文由网易上传并由媒体平台“网易”作者发表,仅代表作者的观点。网易只提供信息发布平台。

跟进

跟进

1

参与

1

阅读下一篇文章

国庆节结束后,300个城市的销售收入被释放,房屋奴隶流下眼泪。

返回网易主页

下载网易新闻客户端

在儒勒凡尔纳《海底两万里》的着名经典作品中,标志性的Noririus潜艇消失在莫斯科海峡,这是挪威海岸的巨大漩涡。在太空中,恒星围绕黑洞旋转;在地球上,旋风,龙卷风和沙尘暴摧毁了地球。从星系到搅拌成咖啡的牛奶,所有这些现象都具有自然界常见的漩涡形状。在亚原子世界中,基本粒子或能量流围绕固定轴旋转,如开塞钻的尖端。当粒子像这样移动时,它们就形成了我们所说的“涡旋光束”。

这些光束意味着粒子具有明确的轨道角动量,其描述了粒子围绕固定点的旋转。因此,涡旋光束可以为我们提供与物质相互作用的新方法,例如增强传感器对磁场的敏感性,或者为诸如放射疗法的医学治疗中的辐射 - 组织相互作用产生新的吸收通道。

然而,涡旋光束也可以在基本粒子之间的基本相互作用中形成新的通道,并且期望提供对诸如中子,质子或离子的粒子的内部结构的新见解。该物质具有波粒二象性,这意味着科学家可以通过简单地调整粒子的波函数,使大体积粒子形成涡旋光束。

这可以通过称为“被动相位掩模”的装置来实现,该装置可以被认为是海洋中的固定障碍物。当海浪袭来时,它们的“波浪”会发生变化并形成漩涡。物理学家一直在使用被动相位掩模来产生电子和中子的涡旋光束。但是现在,来自EPFL的Fabrizio Carbone实验室科学家已经证明,有可能利用光来动态扭曲单个电子波函数,能够产生超短涡旋电子束,并且在阿秒(10 ^ -18秒)的时间尺度上积极地改变它的涡度。

为此,研究团队使用了一种控制纳米尺度粒子相互作用的基本规则:能量守恒和动量守恒。这意味着两个粒子碰撞前后的能量,质量和速度之和必须相同。该约束允许电子在与特定光场(即,手性等离子体)相互作用时获取轨道角动量。在实验中,科学家通过金属薄膜上的纳米孔发射出圆偏振超短激光脉冲。这产生了强的局部电磁场(手性等离子体),单个电子与之相互作用。科学家使用超快透射电子显微镜来监测电子的相位分布。

在电子和电场之间的相互作用中,电子的波函数表现出手征调制,即,通过调节激光脉冲的极化,可以主动控制电子的“手”。这些实验有许多实际应用。超快涡旋电子束可用于编码和操纵量子信息;电子轨道角动量可以转移到磁性材料的自旋上,以控制新器件的拓扑电荷进行数据存储。但更有趣的是利用光来动态扭曲物质波,为质子或离子束的形成提供了新的视角,例如用于医疗的质子或离子束,这可能导致新的无线电材料相互作用机制。它对于选择性组织消融技术是可能的和有用的。

Brocade Park |研究/来自:联邦洛桑理工学院

参考期刊《Nature Materials》

DOI: 10.1038/s-019-0336-1

在儒勒凡尔纳《海底两万里》的着名经典作品中,标志性的Noririus潜艇消失在莫斯科海峡,这是挪威海岸的巨大漩涡。在太空中,恒星围绕黑洞旋转;在地球上,旋风,龙卷风和沙尘暴摧毁了地球。从星系到搅拌成咖啡的牛奶,所有这些现象都具有自然界常见的漩涡形状。在亚原子世界中,基本粒子或能量流围绕固定轴旋转,如开塞钻的尖端。当粒子像这样移动时,它们就形成了我们所说的“涡旋光束”。

这些光束意味着粒子具有明确的轨道角动量,其描述了粒子围绕固定点的旋转。因此,涡旋光束可以为我们提供与物质相互作用的新方法,例如增强传感器对磁场的敏感性,或者为诸如放射疗法的医学治疗中的辐射 - 组织相互作用产生新的吸收通道。

然而,涡旋光束也可以在基本粒子之间的基本相互作用中形成新的通道,并且期望提供对诸如中子,质子或离子的粒子的内部结构的新见解。该物质具有波粒二象性,这意味着科学家可以通过简单地调整粒子的波函数,使大体积粒子形成涡旋光束。

这可以通过一种叫做“被动相位掩模”的装置来实现,这种装置可以被认为是海洋中的固定障碍物。当海浪撞击它时,它们的“波浪”会发生变化,形成漩涡。物理学家一直在利用被动相位掩模来制造电子和中子的涡流束。但是现在,来自EPFL的Fabrizio Carbone实验室的科学家已经证明,利用光动态扭曲单个电子波函数是可能的,能够产生超短的涡流电子束,并且在阿秒(10^-18秒)的时间尺度上,主动改变其涡流。是的。

0×251e

为了做到这一点,研究小组使用了控制纳米尺度上粒子相互作用的基本规则之一:能量和动量守恒。这意味着两个粒子碰撞前后的能量、质量和速度之和必须相同。这个约束允许电子在与特定的光场(即手性等离子体)相互作用时获得轨道角动量。在实验中,科学家们通过金属膜上的纳米孔发射圆极化超短激光脉冲。这会产生一个强的局部电磁场(手性等离子体),单电子与之相互作用。科学家们使用超快透射电子显微镜来监测电子的相位分布。

0×251f

在电子与电场的相互作用中,电子的波函数呈现手性调制,即通过调整激光脉冲的偏振,可以主动控制电子的“手”。这些实验有许多实际应用。利用超快涡旋电子束对量子信息进行编码和处理,将电子轨道角动量转移到磁性材料的自旋上,控制新的数据存储装置的拓扑电荷。但更有趣的是,利用光来动态扭曲物质波,为质子或离子束(如用于医疗的质子或离子束)的形成提供了新的视角,这可能导致新的放射性物质相互作用机制。这对于选择性组织消融技术是可能和有用的。

Brocade Park |研究/来自:联邦洛桑理工学院

参考期刊《Nature Materials》

DOI: 10.1038/s-019-0336-1

特别声明:本文由网易上传并由媒体平台“网易”作者发表,仅代表作者的观点。网易只提供信息发布平台。

跟进

跟进

1

参与

1

阅读下一篇文章

国庆节结束后,300个城市的销售收入被释放,房屋奴隶流下眼泪。

返回网易主页

下载网易新闻客户端

在儒勒凡尔纳《海底两万里》的着名经典作品中,标志性的Noririus潜艇消失在莫斯科海峡,这是挪威海岸的巨大漩涡。在太空中,恒星围绕黑洞旋转;在地球上,旋风,龙卷风和沙尘暴摧毁了地球。从星系到搅拌成咖啡的牛奶,所有这些现象都具有自然界常见的漩涡形状。在亚原子世界中,基本粒子或能量流围绕固定轴旋转,如开塞钻的尖端。当粒子像这样移动时,它们就形成了我们所说的“涡旋光束”。

这些光束意味着粒子具有明确的轨道角动量,其描述了粒子围绕固定点的旋转。因此,涡旋光束可以为我们提供与物质相互作用的新方法,例如增强传感器对磁场的敏感性,或者为诸如放射疗法的医学治疗中的辐射 - 组织相互作用产生新的吸收通道。

然而,涡旋光束也可以在基本粒子之间的基本相互作用中形成新的通道,并且期望提供对诸如中子,质子或离子的粒子的内部结构的新见解。该物质具有波粒二象性,这意味着科学家可以通过简单地调整粒子的波函数,使大体积粒子形成涡旋光束。

这可以通过称为“被动相位掩模”的装置来实现,该装置可以被认为是海洋中的固定障碍物。当海浪袭来时,它们的“波浪”会发生变化并形成漩涡。物理学家一直在使用被动相位掩模来产生电子和中子的涡旋光束。但是现在,来自EPFL的Fabrizio Carbone实验室科学家已经证明,有可能利用光来动态扭曲单个电子波函数,能够产生超短涡旋电子束,并且在阿秒(10 ^ -18秒)的时间尺度上积极地改变它的涡度。

为此,研究团队使用了一种控制纳米尺度粒子相互作用的基本规则:能量守恒和动量守恒。这意味着两个粒子碰撞前后的能量,质量和速度之和必须相同。该约束允许电子在与特定光场(即,手性等离子体)相互作用时获取轨道角动量。在实验中,科学家通过金属薄膜上的纳米孔发射出圆偏振超短激光脉冲。这产生了强的局部电磁场(手性等离子体),单个电子与之相互作用。科学家使用超快透射电子显微镜来监测电子的相位分布。

在电子和电场之间的相互作用中,电子的波函数表现出手征调制,即,通过调节激光脉冲的极化,可以主动控制电子的“手”。这些实验有许多实际应用。超快涡旋电子束可用于编码和操纵量子信息;电子轨道角动量可以转移到磁性材料的自旋上,以控制新器件的拓扑电荷进行数据存储。但更有趣的是利用光来动态扭曲物质波,为质子或离子束的形成提供了新的视角,例如用于医疗的质子或离子束,这可能导致新的无线电材料相互作用机制。它对于选择性组织消融技术是可能的和有用的。

Brocade Park |研究/来自:联邦洛桑理工学院

参考期刊《Nature Materials》

DOI: 10.1038/s-019-0336-1

在儒勒凡尔纳《海底两万里》的着名经典作品中,标志性的Noririus潜艇消失在莫斯科海峡,这是挪威海岸的巨大漩涡。在太空中,恒星围绕黑洞旋转;在地球上,旋风,龙卷风和沙尘暴摧毁了地球。从星系到搅拌成咖啡的牛奶,所有这些现象都具有自然界常见的漩涡形状。在亚原子世界中,基本粒子或能量流围绕固定轴旋转,如开塞钻的尖端。当粒子像这样移动时,它们就形成了我们所说的“涡旋光束”。

这些光束意味着粒子具有明确的轨道角动量,其描述了粒子围绕固定点的旋转。因此,涡旋光束可以为我们提供与物质相互作用的新方法,例如增强传感器对磁场的敏感性,或者为诸如放射疗法的医学治疗中的辐射 - 组织相互作用产生新的吸收通道。

然而,涡旋光束也可以在基本粒子之间的基本相互作用中形成新的通道,并且期望提供对诸如中子,质子或离子的粒子的内部结构的新见解。该物质具有波粒二象性,这意味着科学家可以通过简单地调整粒子的波函数,使大体积粒子形成涡旋光束。

这可以通过称为“被动相位掩模”的装置来实现,该装置可以被认为是海洋中的固定障碍物。当海浪袭来时,它们的“波浪”会发生变化并形成漩涡。物理学家一直在使用被动相位掩模来产生电子和中子的涡旋光束。但是现在,来自EPFL的Fabrizio Carbone实验室科学家已经证明,有可能利用光来动态扭曲单个电子波函数,能够产生超短涡旋电子束,并且在阿秒(10 ^ -18秒)的时间尺度上积极地改变它的涡度。

为此,研究团队使用了一种控制纳米尺度粒子相互作用的基本规则:能量守恒和动量守恒。这意味着两个粒子碰撞前后的能量,质量和速度之和必须相同。该约束允许电子在与特定光场(即,手性等离子体)相互作用时获取轨道角动量。在实验中,科学家通过金属薄膜上的纳米孔发射出圆偏振超短激光脉冲。这产生了强的局部电磁场(手性等离子体),单个电子与之相互作用。科学家使用超快透射电子显微镜来监测电子的相位分布。

在电子和电场之间的相互作用中,电子的波函数表现出手征调制,即,通过调节激光脉冲的极化,可以主动控制电子的“手”。这些实验有许多实际应用。超快涡旋电子束可用于编码和操纵量子信息;电子轨道角动量可以转移到磁性材料的自旋上,以控制新器件的拓扑电荷进行数据存储。但更有趣的是利用光来动态扭曲物质波,为质子或离子束的形成提供了新的视角,例如用于医疗的质子或离子束,这可能导致新的无线电材料相互作用机制。它对于选择性组织消融技术是可能的和有用的。

Brocade Park |研究/来自:联邦洛桑理工学院

参考期刊《Nature Materials》

DOI: 10.1038/s-019-0336-1

澳博集团app 版权所有© www.kscforum.com 技术支持:澳博集团app | 网站地图