Hologramas otra que la de la luz

Question

Normal hologramas son, si he entendido bien, ¿qué sucede cuando la luz coherente se pasa a través de algo que manipula los fotones funciones de onda que han estado presentes habían sido reflejada en un verdadero objeto 3d.

Es posible, en principio, para hacerlo con algo de luz? En particular, estoy pensando de electrones cuando se lo pido. Son electrones hologramas posible?

(Me estoy imaginando un microscopio de electrones y algún tipo de nanoescala filtro en lugar de un láser y la película fotográfica, pero esto es sólo especulativa).

Answer 1

Sí, los electrones de la holografía es posible y es un emocionante y creciente campo de investigación dentro de un fuerte campo de la física. La mejor manera de hacer esto es a través de láser inducida por la holografía, donde se utiliza un láser fuerte campo para ionizar una molécula y, a continuación, la unidad de los fotoelectrones de nuevo a la de iones de hacer recollide. Los experimentos iniciales se veía en la forma de la función de onda se dispersa fuera del ión molecular para intentar reconstruir su forma, un principio que ahora se llama inducida por láser de difracción de electrones.

Inducida por láser de electrones de la holografía, por otro lado, ahora también es posible. Aquí la onda del electrón es ahora lo suficientemente estable como para que la dispersos función de onda se visiblemente interferir con la no-dispersos parte, y esto crea un complicado holograma en el campo lejano de fotoelectrones espectro. El sueño es simplemente leer un espectro de fotoelectrones y volver a transformar de nuevo a la imagen de los aspectos de la molécula objetivo: las posiciones de los núcleos, la densidad electrónica, y con suerte, incluso la ionizado orbital de sí mismo. Como el campo que se desarrolla, ha quedado claro que esto es un poco de una orden de alto, debido a que el movimiento de los electrones en los campos fuertes pueden ser muy complejos, pero al menos podemos realizar TDSE simulaciones que coincida con la medida de hologramas. Imagen holográfica de moléculas de alguna manera, todavía lejos.

El tipo de imagen que desea salir de esto se parece a esto:

donde los objetivos son nobles los átomos de gas, reflejados en

Y. Huismans et al.Resuelta en el tiempo de la Holografía con los Fotoelectrones. La ciencia 331 no. 6013 (2011), pp 61, hal-00553330.

Para una buena revisión, ver

Atómica y Molecular de Fotoelectrones de la Holografía en Fuerte Láser Campos. Xue-Bin Bian y André D. Bandrauk. Chino J. Phys. 52 (2014) p. 569.

Answer 2

No hay nada en particular de la mecánica cuántica sobre el principio general de la holografía. Hay , por ejemplo, tal cosa como la holografía acústica, que es totalmente explicable en términos de los clásicos de la onda de interferencia y difracción. Los láseres se utilizan en la "tradición" holografía óptica debido a que proporcionan una frecuencia fija de la fuente de luz.

La holografía acústica consiste en "imagen" en el campo de sonido producido por un objeto que vibra , tales como el motor de un coche. En la holografía acústica, las mediciones se hacen en el "campo cercano" de una fuente de sonido (es decir, lo suficientemente cerca de que la interferencia y la difracción entre las ondas de sonido generadas por diferentes partes del objeto son importantes). En lugar de una placa fotográfica, acústica de la holografía utiliza una matriz plana de micrófonos para la muestra de la magnitud y la fase del campo de sonido producido por la fuente, a una frecuencia particular. La reconstrucción del campo de sonido de la fuente de los datos es realizado por los matemáticos de propagación hacia atrás a partir de los datos recogidos en la matriz.

Aquí hay un enlace a un artículo

que va a un poco más de detalle acerca de cómo la holografía acústica de las obras.

No puedo comentar sobre tu pregunta específica (holografía de electrones) desde que se fuera de mi experiencia, pero como usted probablemente sabe, es el propiedades de onda de los electrones de propagación (longitud de onda de de Broglie) que hacen de la microscopía electrónica posible. Así que, dado que para la correcta instalación de captar la magnitud y fase de la onda del electrón campo causado por la dispersión de un extendido de origen, debería ser posible, en principio, para hacer de la holografía de electrones.

Answer 3

Sí se puede (y tiene) se ha hecho con los electrones. Es una forma común para producir wavepackets de electrones libres con el impulso angular orbital. Uso de la gente de la holografía para hacer que los rayos de luz con momento angular orbital, el rayo tiene una mancha oscura en el medio, y algunos interesantes fase de circulación alrededor de la oscuridad interior del tubo. Y se puede hacer idéntico haces de electrones (con una mancha oscura en el medio, y algunos interesantes fase de circulación alrededor de la oscuridad interior del tubo) utilizando idénticos, holográfico, técnicas. Las rejillas de difracción tienen exactamente el mismo aspecto cuando usted está tratando de obtener el mismo efecto. Excepto el espacio es diferente, porque la longitud de onda es diferente a estar en línea con la de-longitud de onda de de Broglie de los electrones.

Todo lo que necesitas hacer es etch algún material, de modo que es más delgada en algunas partes de otros, de modo que hay una diferencia de fase entre la transmisión a través de la parte grabada y la transmisión a través de la unetched parte (difracción de transmisión). La holografía supone un haz coherente, por lo que también necesita de electrones óptica para conseguir un buen rayo, pero de nuevo, que ya se ha hecho.