Реализована сверхминиатюрная и ультрабыстрая рентгеновская голография
Продемонстрирован в действии новый метод исследования вещества — рентгеновская голография на масштабе в десятки нанометров с временным разрешением в доли пикосекунды. В перспективе возможна голографическая визуализация атомных процессов.
Фотографирование предметов — самый простой способ запечатлеть информацию о форме исследуемого предмета. Однако рассматривая фотографию, человек видит лишь точки на фотографии, но не сами предметы. Пространственный ход лучей от расположенных поодаль предметов и от фотографии с их изображением — разный.
С точки зрения физики, ход лучей в пространстве определяется распределением фазы световой волны. При фотографировании сохраняется лишь информация о яркости света, а распределение фаз теряется. Именно поэтому свет от фотографии расходится совсем не так, как изначально он шел от предметов.
Распределение фазы можно запечатлеть с помощью голографии. В этом методе экран (фотопленка, матрица цифровой камеры, и т. д.) освещается одновременно двумя лучами: прямым опорным лучом, а также регистрирующим лучом, который предварительно отразился от предмета. Накладываясь, эти два луча интерферируют, и на экране появляются светлые и темные полосы или иные области замысловатой формы. Интерференция — это волновое явление, и поэтому она чувствительна к фазе световой волны. Яркость и расположение этих светлых и темных областей как раз кодирует полную информацию о предмете, принесенную регистрирующим лучом.
Теперь эту интерференционную картину можно запечатлеть на негатив, а затем осветить его «восстанавливающим» лучом света. Пройдя сквозь голограмму, он создаст распределение световых лучей в пространстве, полностью идентичное картине световых лучей при записи. Световые лучи будут идти ровно так же, как если бы предметы действительно были. Рассматривая такое распределение света, человек увидит настоящее трехмерное изображение.
Всё это хорошо отработано на обычных, макроскопических предметах. А можно ли получить голограмму микроскопических объектов? живой клетки? отдельной молекулы?
В последнем выпуске журнала Nature появилась статья, рывком перебрасывающая голографический метод исследования в мир нанометровых размеров. Большая группа американских, шведских и германских физиков, используя рентгеновский лазер на свободных электронах, сумела получить голограммы объектов размером в сотни нанометров. И более того, на этих голограммах запечатлен вовсе не неподвижный предмет, а сверхбыстрый процесс — взрыв субмикронного полистиролового шарика — длительностью всего лишь несколько пикосекунд (10-12 с)!
Пожалуй, самой поразительной особенностью этой работы является простота установки. Достаточно приготовить специальную слоистую мишень, настроить рентгеновский лазер (это установка FLASH в германском исследовательском центре DESY) и подставить цифровую камеру рентгеновского излучения, а дальше всю работу берет на себя мощный и очень короткий рентгеновский импульс. Он сам инициирует взрыв шарика, а также играет роль как опорного, так и регистрирующего луча при получении голограммы. Постановка эксперимента настолько изящна, что на ней стоит остановиться подробнее.
Вначале экспериментаторы приготовили мишень-«слойку». Она состояла из специального зеркала, отражающего мягкие рентгеновские лучи, и тонкой пленки с налипшими на нее полистироловыми шариками. Пленка располагалась чуть впереди зеркала; зазор между ними можно было изменять от 0,03 мм до 1,2 мм. Прямо на эту слойку падал очень короткий и мощный импульс рентгеновского излучения, и при этом происходила цепь интересных явлений (см. рисунок).
Когда импульс достигал пленки, полистироловый шарик поглощал часть излучения, его температура резко повышалась, и за несколько пикосекунд он взрывался. Однако с точки зрения рентгеновского импульса этот взрыв длится довольно долго. Импульс за это время успевает дойти до зеркала, отразиться обратно и вновь пройти сквозь взрывающийся шарик. Время, которое импульс затрачивает на этот путь, зависит от ширины зазора: чем он шире, тем больше задержка, и значит, тем в более поздней стадии взрыва импульс «увидит» шарик на пути обратно.
При такой методике зеркало нужно только лишь для фиксированной задержки между двумя моментами прохождения. После первого прохождения появляется опорная волна (синяя полоска на рисунке), а после второго — «предметная» волна (красная полоска). Эти две волны накладываются и интерферируют друг с другом. Импульс затем доходит до цифровой камеры и оставляет в ней изображение интерференционных полос. Получается самая настоящая рентгеновская голограмма взрывающегося шарика в какой-то определенный момент времени после начала взрыва.
Эксперимент, проведенный по такой методике, конечно, одноразовый. Один-единственный импульс взрывает не только пленку с полистироловыми шариками, но и то место на зеркале, куда он упал. Однако авторы работы, запасясь множеством таких «слоек», проводили опыт за опытом, каждый раз слегка изменяя зазор между пленкой и зеркалом. В результате они получили последовательность голографических снимков с шагом по времени в доли пикосекунды.
Методика, конечно, красивая, но можно ли с помощью нее получать какую-то новую информацию о наблюдаемом процессе (т. е. о взрыве шарика)? Да, и авторы работы это убедительно доказали. Обработав полученное изображение, они отдельно выделили «картину яркости» и «фазовую картину». Они проследили процесс взрыва, используя вначале только «картину яркости» (т. е. то, что доступно и другим методикам), а затем — только фазовую картину. Оказалось, что как динамика, так и форма взрыва шарика видны на фазовой картине гораздо подробнее и с существенно лучшим временным разрешением.
Какие перспективы вырисовываются у этой методики? Во-первых, уже в таком виде она позволяет увидеть в виде объемного изображения ультрабыстрые процессы на субмикронном масштабе расстояний, вызванные мощным излучением. Если же запускать быстрый процесс каким-то иным способом, а импульсу оставить только роль «рентгеновской вспышки», то можно попытаться голографически разглядеть, например, динамику формирования трещин в хрупких телах или сверхбыстрые фазовые превращения в ударных волнах.
Во-вторых, нет никаких принципиальных ограничений на дальнейшее уменьшение размеров предметов и длительности процессов. Описанные опыты проводились с лазером на длине волны 32 нм, но уже сейчас есть лазеры с длиной волны всего 2 нм, а в будущем можно рассчитывать и на атомные размеры. Уменьшить длительность импульса до нескольких фемтосекунд (а это характерный период колебаний отдельных атомов) тоже не составит проблемы. Всё это позволит голографически увидеть в динамике поведение отдельных молекул.
Источник: Femtosecond time-delay X-ray holography // Nature, 448, 676-679 (9 August 2007).
См. также:
Д. Габор, Голография (Нобелевская лекция) // УФН, т. 109, вып. 1, стр. 5 (январь 1973).
Б. Булюбаш, Увидеть значит уничтожить, «Вокруг света», 19.12.2006 — заметка про более ранние (не голографические) работы этой же группы.
-
1. На рисунке так всё изображено, что опорная волна - это волна, сначала рассеянная невзорванным шариком, потом отраженная зеркалом. Т.е. картина очень хитрая, в ней и невзорванный шарик, и взорванный...
2. В статье как-то так преподносится (явно не говорится) что как будто интерферирует только фронт опорной волны с предметной волной. Но ведь импульс не может быть мгновенным, он заведомо больше 2-х мм (удвоенное максимальное расстояние до зеркала), так что если шарик разместить ближе к зеркалу, то в то время, пока идёт процесс интерференции, шарик всё равно продолжает взрываться... Более того, из-за этого и опорная волна должна меняться. Т.е. не до конца ясно что именно тогда обеспечивает высокое разрешение по времени. Правильно ли я понимаю, что каждый отдельный снимок сильно смазан по времени?
3. насколько я понял заметку, снимки делаются не отдельных шариков, а плёнок, на которые эти шарики нанесены. А интерференционная картина складывается из картинок отдельных (одинаковых) шариков? Но тогда вообще всё запутано, надо учитывать опорные волны, рассеянные соседними шариками.-
Спасибо за хорошие вопросы.
1. Совершенно верно. В отличие от стандартной голографии, где опорная волна плоская, тут опорная волна уже искажена проходом через невзорвавшийся шарик. Однако важно то, что эти искажения известны ЗАРАНЕЕ, т.е. шарики все готовятся довольно одинаковые и с известными свойствами. Поэтому при обработке изображения эти "стандартные" искажения опорного луча легко учитываются.
2. Импульс был очень короткий, всего 25 фс, что составляет 7.5 микрон, много меньше расстояния до зеркала. Это схематично показано на картинках узкой полоской (т.е. короткой в направлении движения). Так что для процессы длительностью порядка 1 пс при освещении такой короткой вспышкой не смазываются.
3. Абсолютно верно. В поперечное поле луча попадало сразу много (около 1000) шариков. Однако импульс имеет хорошую поперечную когерентность, а шарики все были достаточно одинаковые, поэтому все волны от отдельных шариков интерферировали конструктивно. Да, еще важно то, что импульс падал на поверхность практически перпендикулярно (это только на рисунке для понятности событий он нарисован под углом) -- без такой плоской конфигурации интерференции от отдельных участков не было бы.
Кстати, авторы утверждают, что изучая картину спекла на голограмме, в принципе, можно восстановить координаты всех сфер, попавших в фокус.-
Вот оно как! П.2 действительно много меняет. В статье, выходит, описывается 2 очень специальные вида интерференции: преломление и дифракция, т.е. волна интерферирует сама с собой непосредственно при прохождении тела, причем в таком случае уже говорить про "голограмму" и "опорную и предметную" волны несколько не уместно.
Т.е. суть работы сводится к изучению угла рассеяния излучения на взорванных шариках - в принципе, довольно ходовая тема изучения мелкой пыли, тумана.
Я же первоначально понял всё совсем не так. Ошибочно думал что интерферируют 2 потока света а) свет, отраженный от зеркала, который назван опорной волной и б) свет, отраженный от предмета, который назван предметной волной - так ближе к классической голографии. Т.е. у меня первоначально было ощущение, что там, где висит шарик, там та же самая волна идёт как в прямом, так и в обратном направлении одновременно, из чего я сделал неверный вывод, что волна как минимум в 2 миллиметра. В вашей заметке говорится что импульс "очень короткий", но единицы пикосекунд тоже мне показалось не долго.
Теперь я вижу, что прямое отражение на 180 градусов света от шарика большой роли не играет. -
Т.е. суть работы сводится к изучению угла рассеяния излучения на взорванных шариках - в принципе, довольно ходовая тема изучения мелкой пыли, тумана.
Да, но голографическая! Это не просто рассеяние света на мелком объекте, эта методика позволяет "вытащить" фазовую картину.-
А вот тут я понял что ничего не понял. Свет проходит через 2 слоя шариков (по сути, слой 1, только прохода 2). Рассеивается. Снимается. Вроде всё как обычно. Наблюдаются вполне знакомые мне кольца дифракционной картины (а иногда бывает и радуга).
Честно говоря, тут новизну вижу с большим напрягом, или просто ничего не понимаю.
Понял себе так: первое рассеяние на шарике порождает волны, очень близкие по характеристикам к тем волнам, что даёт второе рассеяние. В итоге излучение 2-х рассеяний удачно интерферирует между собой - и в этом и есть то, что они называют под голографией. Т.е. было бы рассеяние одно, то они не получили бы такой контрастности.-
Так принципиально нового ничего и нет. Авторы вначали сами подробно рассказывают, что по сути этот эксперимент аналогичен эксперименту Ньютона с пыльным зеркалом, когда он получил свои кольца Ньютона (не те, которые из-за лежащей на зеркале линзы, а те, которые от пыльного зеркала). С той лишь разницей, что удалось адаптировать его для такого типа объектов.
> Т.е. было бы рассеяние одно, то они не получили бы такой контрастности.
Да нет, тогда бы не было фазовой информации! Любой детектор воспринимает плотность светового потока, но нечувствителен к фазовой информации. Поэтому нужна опорная волна, для того, чтоб превратить фазовую информацию в яркостную и запечатлеть ее.
Если бы тут была только одна волна, то были бы дифракционные кольца, это верно, это обычня дифракция на шарике. Но в этой картине дифракционных колец было бы не больше информации, чем в силуете крупного предмета. Трехмерную форму Вы так не увидите. А с фазовой картиной -- увидите. Запись фазовой информации это и есть автоматически голография.
-
-
-
-
"Вот оно как! П.2 действительно много меняет. В статье, выходит, описывается 2 очень специальные вида интерференции: преломление и дифракция, т.е. волна интерферирует сама с собой непосредственно при прохождении тела, причем в таком случае уже говорить про "голограмму" и "опорную и предметную" волны несколько не уместно." Интерферирует ещё и луч, отражённый от зеркала, с лучом, рассеянным шариком. И именно результат этой интерференции они пытались зарегистрировать.
-
"Т.е. у меня первоначально было ощущение, что там, где висит шарик, там та же самая волна идёт как в прямом, так и в обратном направлении одновременно, из чего я сделал неверный вывод, что волна как минимум в 2 миллиметра. В вашей заметке говорится что импульс "очень короткий", но единицы пикосекунд тоже мне показалось не долго." Нет. Они НА ЭКРАНЕ снова сошлись во времени. А интерференция опорного луча с объектным на самом объекте вообще то нафиг не нужна. Надо только уравнять разность хода опорного и объектного лучей до экрана с двойным ходом луча от объекта до зеркала, а голограммы в остальном пространстве пропадают вполне классически.
-
2) Я читал, что рентгеновское зеркало невозможно сделать ни из одного материала и что отражение возможно только под большим углом (и это проявляется в конструкции рентгеновских телескопов); в описанной статье имеется в виду не полное, а частичное отражение?
-
1. Да их и не рассматривали :) Их обрабатывали просто на компе. Просто детектор мягкого рентгена у них не пленочный, а цифровой; переводить изображение в пленку конечно можно, но для научных целей ни к чему.
2. Для мягкого рентгена существуют. Длина волны всего в 20 раз меньше видимой, и что самое важно, всё еще в нанометровом диапазоне. Это значит, что можно сделать слоистую структуру, которая будет эффективно отражать такой рентген.
Из ссылок, которые попались под руку -- статья из Nature за 1981 год, "Soft X-ray imaging with a normal incidence mirror". http://www.nature.com/nature/journal/v294/n5840/abs/294429a0.html
А вот если длина волны станет меньше ангстрема, то тут уж, скорее всего, ничем не поможешь. -
То есть изображение восстанавливалось не оптическим, а цифровым способом. Ну после этого можно и порассматривать. В сечениях, в разрезах, в проекции зависимой от глубины интенсивности, в условных цветах, с разных сторон, на воксельных и стереодисплеях. А можно порассматривать массивы чисел, для специалистов они бывают вполне информативны.
-
"2. Для мягкого рентгена существуют. Длина волны всего в 20 раз меньше видимой, и что самое важно, всё еще в нанометровом диапазоне. Это значит, что можно сделать слоистую структуру, которая будет эффективно отражать такой рентген." Ещё и зеркало на основе интерференции в тонких плёнках. И при этом рентгеновское. И впервые собрав всё это в одну установку они ещё говорят о том, что в работе нет новизны? А ничего, что даже реферат признаётся научным, если именно эти источники в таком составе ни кто раньше не реферировал?
Действительно, интересно, как обрабатывают полученный цифровой сигнал. Уравнения электродинамики на компе решают? Рассчитывают сигнал, образовавшийся после прохождения плоской волны через данную интерференционную картину? Наверное, есть проще методы, чтобы вывести проекцию изображения на экран или полностью голограмму где-нибудь в лаборатории?
Вообще, неплохо они перебросили голограмму в наномир. Меня интересует, а что голограмму моих органов и тела сделать намного сложнее? Почему не делают? Казалось бы, если надо посмотреть распределение каких-нибудь молекул в организме, посвети резонансным для данного вещества излучением (сечение резонансного рассеяния на много порядков больше сечения поглощения или рэлеевского рассеяния, поэтому хватило бы совсем небольших доз и не ионизирующего рентгена, а диапазона каких-нибудь терагерц, соответствующих колебательно-вращательным уровням энергий молекул) и сделай голограмму. Ту же голограмму лёгких за доли (возможно миллионные) секунд, а не 30 секунд с помощью ЯМР, о которых Игорь писал в другом сообщении.
-
а зачем нужна голография органов???
если есть 3-мерная компьютерная томография с низкими микроЗивертами? Или вы хотите запечатлеть в голограмме какой-то свой орган в наноразмерном разрешении и просвечивать его рентгеном дома и любоваться? :-)))-
Что такое низкие микроЗиверты?
Насколько я понял, при компьютерной томографии используется ионизирующее рентгеновское излучение, которое не безвредно. Во-вторых сканирование происходит по плоскостям, много раз.
Тогда как при голографии достаточно сделать один снимок, или два (для контроля), чтобы получить объёмное изображение. К тому же можно смотреть не только за током крови в организме, но и распределение любого химического вещества, если использовать излучение на резонансной для данного вещества частоте.
В общем, даже несравнимо.-
в зивертах*10-6 измеряется эффективная доза.
---
Спору нет, идея (голографии органов) очень заманчивая, если бы не кое-какие детальки.
1) важна визуализация информации или, по крайней мере, нужны способы анализа полученных интерференций, чего, насколько я понимаю, еще пока нет.
2) как можно просвечивать органы не-ионизирующим излучением? а если нельзя это сделать, то снова вопрос о Зивертах. Может, для получения голограммы почки придется получить лучевую болезнь...
3) даже если не обращать внимание на данную статью, которая заточена под потребности изучения наноразмерных частиц и просто пофантазировать на тему голографии органов, получится, что:
- как быть с длиной волны, голография органов предполагает сравнительно широкий спектр излучения и самое главное детектирование этого спектра.
- нужны макрорасстояния, для этого нужны совершенно отличные (по сути принципиально новые) от используемых в статье средства.
- возникнут определенные проблемы с оптикой из-за известных свойств рентгеновских волн. Нужна специальная рентгеновская оптика.
- появятся непредвиденные проблемы...
+ ко всему вначале это возьмут вояки, потом лет через 20 изощренные гражданские экспериментаторы, потом еще лет через 20 это появится в больницах.
идея о распределении хим. вещества тоже интересная. тут надо подумать, сходу не могу ничего сказать.-
насчёт зивертов, буду знать, спасибо.
1) Я не думаю, что очень сложно научить компьютер расшифровывать голограммы.
2) Излучение мобильных телефонов с длиной волны около 17 см сквозь тело проходят, проходят и меньшие длины волн. Для изучения тела достаточно разрешения в десятки, сотни, тысячи микрон, что соответствует инфракрасному излучению порядка терагерц и около.-
Хорошо, мобилки и допустим даже инфракрасные просвечивают тело (в чем я сомневаюсь, потому что ТРЕБУЕМАЯ проникающая способность есть только в икс-рей и выше диапазонах). Но в медицине это не используется. Во всяком случае я никогда не слышал о рентгене на инфракрасных лучах. То есть пришёл-ушёл, морда красная, типа как в баньку сходил и еще снимок этой красной своей мордищи по пути захватил и провел анализ лёгочных болезней. То есть метод конечно есть такой. Но при чем тут 3d изображение внутренних органов. Допустим тех же лёгких???
---
смею вас заверить что багаж в портах просвечивают именно икс-реями. а иногда и гаммами фигачут так шо мало не покажется)))-
Вообще, низкие частоты (меньшие, чем характерные частоты атомов или молекул) рассеиваются значительно хуже, чем высокие. В первом случае говорят о рэлеевском рассеянии (порядка квадрата радиуса электрона умноженного на четвёртую степень отношения частоты излучения к резонансной частоте, r^2(w/w0)^4), во втором - о томсоновском (порядка квадрата радиуса электрона, r^2). Однако, я не знаю точно, чем объясняется непрозрачность предметов для видимого света, многочисленным резонансным рассеянием с перекрывающимися пиками (которые уширились за счёт хаотического движения атомов или молекул), поглощением или другими процессами.
В электронных СМИ пишут кое-что о применении лазеров в диагностике, но как-то вяло, не говорю уже о том, что в обиход это входит ещё медленней (чего не скажешь о каких-нибудь игрушках типа в своё время Денди и т.д., современных не знаю).
Действительно, встретил в интернете сообщения, что при проверке багажа используют рентген. Не знаю стоит ли им верить? Тут при медицинском обследовании комнаты экранами оборудуют, а чтобы использовать рентген в местах общего пользования... а я был таким наивным, близко подходил и меня никто не предупредил (может в суд подать?). Но встретил и сообщения об использовании терагерцового излучения.-
"ут при медицинском обследовании комнаты экранами оборудуют, а чтобы использовать рентген в местах общего пользования... а я был таким наивным, близко подходил и меня никто не предупредил (может в суд подать?). Но встретил и сообщения об использовании терагерцового излучения." При ренгеновском контроле груза все с площадки уходят, а оператор сидит в здании за толстой бетонной стеной. А тот контроль, к которому мы подходили, основан на совершенно других принципах.
-
-
"Хорошо, мобилки и допустим даже инфракрасные просвечивают тело (в чем я сомневаюсь, потому что ТРЕБУЕМАЯ проникающая способность есть только в икс-рей и выше диапазонах). " Вообще способности проникнуть сквозь всё тело нет только между радиоволнами и рентгеном. Но вовсе не означает, что можно в каких попало лучах ПОЛУЧАТЬ ИЗОБРАЖЕНИЯ. Здесь и проблема разрешения, причём, для голограммы довольно специфическая, и проблема первичной контрастности, и проблема самого приёмника.
-
-
-
-
"1) важна визуализация информации или, по крайней мере, нужны способы анализа полученных интерференций, чего, насколько я понимаю, еще пока нет." Есть. Причём, уже в прошлом веке было по силам студенту. В отличие от. Проблема здесь другая. Вы вообще представляете себе, сколько вокселей и сколько пикселей придётся обработать? В случае крупного органа в рентгене количество вычислений становится ещё непомернее, чем даже для клетки лука в видимом свете. Ну или того самого шарика в рентгене. И потом отдельно тратить ресурсы на то, чтоб загрубить модель. Голограмму же можно сразу рассчитать в любом разрешении. Не надо путать томограф с микроскопом.
-
"2) как можно просвечивать органы не-ионизирующим излучением? а если нельзя это сделать, то снова вопрос о Зивертах. Может, для получения голограммы почки придется получить лучевую болезнь..." Просветить можно и радиоволнами. Вопрос в том, как зарегистрировать более менее контрастный результат просвечивания. ЯМР, он же МРТ юзает вообще 21 МГц. Хотя, в зависимости от индукции магнитного поля может быть и 300.
-
Ваши соображения про контрастность интерференционной картины, в принципе, правильные, но только мне непонятно, насколько они существенны для этой ситуации. Дело в том, что яркие концентрические полосы, которые показаны на рисунке, -- это, по всей видимости, банальная дифракция на маленьком шарике (это я понял только в беседе с PavelS). А сигнал уже выцарапывался из нее в виде отклонения от банальной дифракции. Как он обрабатывался, это надо внимательно читать, я сейчас не помню, обсуждалось ли это вообще в исходной статье. Если я правильно вспоминаю, то решали они не уравнения Максвелла, а просто дифракционную задачу (на уровне набега фазы при изменении оптической длины путя сквозь взорвавшийся шарик).
Насчет голограммы органов. Видимый свет или рядом с ним не обладают нужной проникающей способностью, они могут только запечатлеть форму предметов. Нужны лучи, которые проникают вглубь, но при этом так же хорошо фиксируются. Кроме этого, луч должен иметь поперечную когерентность как минимум размером с изучаемый предмет. И мне кстати непонятно, какова будет эта когерентность в Вашей схеме с резонансный рассеянием. Боюсь, когеретность потеряется.
-
Насколько я понимаю, интенсивность волны рассеяной от шарика при первом прохождении и от его частей при отражении от зеркала (сигнал) должны быть примерно одинаковы. Поэтому интерференционная картина, по идее, в любом случае не должна быть как только от целого шарика. Но согласен, это уже не столь существенные детали.
Возможно, для расшифровки интерференционной картины достаточно делать преобразование Фурье, что с лёгкостью выполнит компьютер. Но за это я поручиться не могу, надо подумать и проверить.
Для колебательно-вращательного спектра молекул характерны, насколько я понимаю, терагерцы (едтиницы, десятки, сотни), которые в определённых диапазонах хорошо проходят сквозь одежду и тело. Я не знаю точно, не эти ли частоты используют для проверки багажа в аэропортах (не рентгеном же там светят)? Видимый свет тут не нужен.
Если поставить на пути такого луча рассеивающую линзу, вроде как поперечная когерентность не должна ухудшиться? Резонансное рассеяние отличается от нерезонансного, насколько я понимаю, только интенсивностью, поэтому на когерентность это повлиять не должно.-
Линза и резонансное рассеяние всё же сильно разные вещи. При резонансном рассеянии фазовый сдвиг будет большой и нетривиальный. Это хорошо видно уже в простейших квантовомеханических задачах. Квазиклассическая картинка такая: при резонансном рассеянии волна не просто налетает и отлетает, но и на некоторое время задерживается вблизи потенциала. Мне кажется, будет чрезвычайно трудно приготовить систему с резонансным рассеянием и без потери когеретности.
-
Насколько я понимаю, для рассеяния пишется единая формула по теории возмущений. При резонансе (когда частота фотона равна разности энергий атома или молекулы) формально возникает расходимость, но говорят, что уровни энергии имеют конечную ширину i*Gamma, которая остаётся после сокращения энергий в знаменателе и нормализует, таким образом, эту расходимость. Т.е. вроде бы нет причин для появления дополнительного набега фазы по сравнению с нерезонансным расеянием.
В любом случае, все атомы рассеивают фотоны одинаково, в том числе и при резонансе. Поэтому общий набег фаз для всех атомов, если возможен, не должен повлиять на интерференционную картину.
-
-
Последние новости
