Evolution of the wave function of an atom hit by a photon in a three-grating interferometer
在1995年，Chapman等人（1995 Phys.Rev.Lett. 75 2783）实验表明，在三光栅原子干涉仪中的干涉对比度在存在光子散射事件的情况下不会消失，如互补原理所要求的。在这项工作中，我们提供了一个分析研究这个实验，确定原子波函数的演变沿三光栅马赫-曾德尔干涉仪的假设下，原子被击中后，通过第一个光栅的光子。在动量表象中考虑横波函数是本研究的必要条件。如图所示，透射通过第三光栅的原子的数量由沿着该光栅的横向位移的简单周期函数给出，在不存在和存在光子散射的情况下都是如此。此外，相对对比度（激光开/关）是比值d_p/λ_i的简单解析函数，其中d_p是散射点处原子路径之间的距离，λ_i是散射光子波长。我们认为，这种依赖性与实验结果一致，可以被认为表明原子的波和微粒性质的兼容性。
2009-05-14 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
A Compact Cold-Atom Interferometer with a High Data-Rate Grating Magneto-Optical Trap and a Photonic-Integrated-Circuit-Compatible Laser System
冷原子干涉式加速度计的极端小型化要求为干涉仪子系统开发新的技术和架构。在这里，我们描述了几种组件技术和激光系统架构，以实现这种小型化。我们开发了一个定制的，紧凑的钛真空封装，包含一个微制造的光栅芯片的四面体光栅磁光阱（GMOT）使用一个单一的冷却光束。此外，我们设计了一种多通道光子集成电路兼容的激光系统，采用单种子激光器和单边带调制器以时分复用的方式实现，减少了连接到传感器头的光通道的数量。在包含真空封装的紧凑型传感器头中，GMOT中的亚多普勒冷却产生15 uK的温度，并且GMOT可以以20 Hz的数据速率操作。我们验证了原子的相干性与拉姆齐干涉测量使用微波光谱，然后演示了一个光脉冲原子干涉仪在重力仪配置为10 Hz的测量数据速率和T = 0 - 4.5 ms的询问时间，导致$Δ$ g / g = 2.0 e-6。这项工作是一个重要的一步，可部署的冷原子惯性传感器在大振幅运动动力学。
2022-09-01 physics.atom-ph quant-ph
Design and Monte Carlo Simulation of a Phase Grating Moiré Neutron Interferometer to Measure the Gravitational Constant
本文提出使用相位光栅莫尔中子干涉仪（PGMI）测量引力常数G，通过蒙特卡洛模型评估系统不确定性，表明近期可实现150 ppm的测量精度。
2025-04-30 physics.ins-det quant-ph
A Kapitza-Dirac-Talbot-Lau interferometer for highly polarizable molecules
物质波的研究是量子物理学的一个蓬勃发展的领域，最近激发了许多关于电子、中子、原子、玻色凝聚系综、冷团簇和热分子的研究。复杂物体的相干性实验对于探索向经典物理学的过渡、测量分子性质以及测试新的时空模型都很有意义。对于复杂分子的物质波实验，衍射分子和光栅壁之间相互作用的强色散效应是一个主要挑战，因为它对分子束的速度选择施加了巨大的限制。我们在这里描述的第一个实验实现的一个新的干涉仪，解决了这个问题相结合的优点Talbot-Lau设置的光学相位光栅的好处，我们显示量子干涉与新的大分子。
2008-02-22 quant-ph
Three-port beam splitter for slow neutrons using holographic nanoparticle-polymer composite diffraction gratings
观察到了慢中子在纳米粒子-聚合物复合光栅上的衍射。通过仔细选择光栅参数，如光栅厚度和间距，三端口冷中子分束器操作-分裂成正负第一和零衍射级的入射中子强度相等-实现。作为一种可能的应用，泽尼克三光路干涉仪进行了简要讨论。
2012-05-14 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Measuring the orbital angular momentum of electron vortex beams using a forked grating
实验研究了具有轨道角动量的涡旋电子束通过分叉光栅的衍射过程。通过Burgers矢量为1的分叉光栅后的n阶衍射电子涡旋束显示出nh的OAM转移。因此，由于电子束之间的尺寸差异，衍射图案变为镜面非对称。当与位于衍射平面处的针孔结合使用时，这种分叉光栅可以充当分析器以测量输入电子的OAM。
2013-07-24 quant-ph
A charged particle Talbot-Lau interferometer and magnetic field sensing
我们提出了第一个演示的三光栅Talbot-Lau干涉仪的电子。作为原理的证明，干涉仪用于测量磁场。该装置类似于经典的莫尔偏折仪。扩展这项工作的可能性，以建立一个按比例放大的带电粒子偏转仪或干涉仪灵敏的磁场传感表示。
2013-05-30 physics.ins-det quant-ph
Schroedinger electrons interacting with optical gratings: quantum mechanical study of the inverse Smith Purcell effect
与相对论电子相比，具有低自惯性的慢速电子与物质和光的相互作用不同：它们很容易反冲，反射，也很容易从光栅和纳米结构衍射。因此，它们也可以被更好地操纵成所需的形状。例如，在存在外部电磁辐射的情况下，它们在与加速度光栅的相互作用中非常快地聚束，这是在超辐射相干光源的开发中可能期望的现象。在这里，我研究的时空行为的脉冲电子波包在低能量与脉冲光和光栅相互作用，使用量子力学自洽的数值工具箱，这是这里介绍的。它将表明，电子脉冲加速非常快的光栅的近场的相互作用，要求的同步性条件得到满足。为了防止电子从光栅横向偏转，对称的双光栅配置是必要的。据发现，即使在这种配置中，由于电子与光栅之间的间隙内的驻波光的相互作用的衍射，是散焦的源。此外，由于多次电子-光子散射的发生，电子脉冲的纵向展宽直接影响电子波包的最终形状。这些研究为设计更有效的电子驱动光子源和加速器铺平了道路。
2016-10-08 quant-ph
The passage of a vortex electron over an inclined grating
本文研究了非傍轴区带电四极矩的成形电子波包倾斜通过导体光栅产生的Smith-Purcell辐射。非对称波包的扩展引起辐射场的四极校正。虽然非傍轴校正保持小，它们动态增强的电子与光栅的长度超过包的瑞利长度的相互作用期间。为了简化可能的实验设置，这样的效果可以测量，我们研究这些效果的依赖性的倾斜角，即包的平均速度和光栅的表面之间的角度。存在最小角度，使得多极展开在光栅表面处始终保持有效。在这种情况下，四极子对Smith-Purcell辐射的贡献可以成为主导，这代表了经典点状电子不可能实现的一种新的量子效应。因此，波包形状（涡旋结构或非球形形状）的影响，可以通过比较在单电子制度的光栅的不同取向的辐射实验观察。
2021-12-23 quant-ph
Requirements for probing chiral Casimir-Polder forces in a molecular Talbot-Lau interferometer
本文理论分析三光栅分子 Talbot-Lau 干涉仪中手性 CP 力的探测条件，表明手性涂层或材料可增强对映体选择性，并在非迟滞区产生与电、磁效应可比的信号。
2024-04-10 physics.chem-ph quant-ph
Description of diffraction grating experiments for photons and electrons in Feynman's space-time formulation of quantum mechanics: The quantum origins of classical wave theories of light and massive particles
本文根据费曼的路径积分公式，简明地阐述了相对论性量子力学的五个定律，并应用于实验。本文分析了光子和电子的反射式衍射光栅实验，特别是第一次提出电子类波性的Davisson-Germer实验。它示出了如何经典的，纯粹的空间，有效的波理论的光子和电子预测的路径积分公式的量子力学。标准的哥本哈根解释的波动力学严格讨论的光中描述的实验应用的路径积分制定。
2013-11-18 quant-ph
Ramsey-Bordé interferometer for electrons
提出了一种利用低强度双色激光脉冲作为分束器实现电子干涉仪的方案。分裂过程是基于Kapitza-Dirac效应的修正，它对具有特定初始动量的电子产生动量反冲。对Ramsey-Bordé位形的全干涉系统进行了理论分析。
2013-07-15 quant-ph
Full quantum mechanical analysis of atomic three-grating Mach-Zehnder interferometry
原子三光栅马赫-曾德尔干涉术是研究量子理论基本问题的重要工具。然而，有一个显着的差距，在文献之间的过度简化的模型和强大的数值模拟被认为是描述相应的实验。因此，前者通常导致悖论的情况下，如波粒双重行为的原子，而后者使困难的数据分析在简单的条款。在这里，这些问题是通过一个简单的光栅工作模型组成的均匀间隔的高斯狭缝来解决。如图所示，这个模型足以探索和解释这样的实验分析和数值，给出了一个很好的帐户内的干涉仪的完整的原子旅程，从而有助于使神秘的物理参与。更具体地说，它提供了干涉仪内部发生的波前分裂的清晰和明确的图像，说明了即使波函数本身仍然显示出相当复杂的形状，沿着每个出现的衍射阶的动量是如何被很好地定义的。为此，在这种情况下，当地的横向动量也被引入作为一个可靠的分析工具。分裂除了是理解原子马赫-曾德尔干涉术的关键问题外，还在基本层面上展示了波和粒子方面如何始终存在于实验中，而不会引起任何矛盾或解释性悖论。另一方面，在实践层面上，提出的模型和方法的通用性和通用性，使它们适合于在方便的调整后以简单的方式攻击类似的问题。
2015-01-07 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.optics
Broadband Neutron Interferometer
我们演示了一个双相位光栅，多束中子干涉仪，通过使用一个修改的隆基设置在远场制度。干涉仪的功能是基于通用的\moire效果，最近实施的X射线相衬成像在远场制度。干涉条纹实现与单色，双色和多色中子束;连续和脉冲束。这种远场中子干涉测量允许利用全中子通量精确测量电势梯度，并将中子相衬成像技术扩展到更强的多色中子束。
2016-06-10 nucl-ex physics.ins-det physics.optics
Orbital Angular Momentum Transfer and Beam-Quality Limits in Fork-Grating Electron Diffraction
School of Physics and Engineering, ITMO University（ITMO大学物理与工程学院）
该研究分析叉形光栅产生电子涡旋束的OAM转移与光束质量极限，推导衍射级次OAM统计量，明确Hartree自场对传播轮廓的影响，为电子涡旋束的相关应用提供理论支撑。
2026-10-14 physics.optics quant-ph
Controlled dephasing of an electron interferometer with a path detector at equilibrium
通过“哪条路径”检测，电子的受控失相通常涉及将相干系统耦合到电流驱动的噪声源。然而，在这里，我们提出了一个几乎孤立的电子水坑在热平衡的情况下，强烈影响附近的电子干涉仪的相干性。此外，对于一定的平均电子占领的水坑，干涉仪表现出完全退相。这种强大的现象源于弗里德尔求和规则，它将系统的占用与其散射相联系起来。干涉仪打开了一扇窥视孤立电子池物理的窗口，否则无法进入。
2012-12-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Diffraction at a time grating in electron-positron pair creation from vacuum
在量子场理论框架下，研究了在一系列含时电场脉冲驱动下真空中产生正负电子对的Sauter-Schwinger过程。我们的数值结果表明，产生的对的概率分布表现出内和脉冲间的干涉结构。我们表明，这种结构可以观察到超出的WKB理论，这是早期调查的重点的适用性制度。超越这些发展，我们进行分析的时间演化运营商的任意本征模的费米子场。这表明，脉冲间峰值的完美相干增强永远无法达到。另一方面，一个近乎完美的相干性是由于在定义酉时间演化的相位的避免交叉处的非绝热跃迁。这种分析使我们能够确定几乎完美的相干性丧失的条件。
2018-07-14 hep-ph quant-ph
A compact electron matter wave interferometer for sensor technology
近年来，在相干自由电子的受控发射、引导和探测方面取得了显著进展。这些方法被应用于物质波干涉仪，导致高相位灵敏度和新的传感器技术，用于机械振动或电磁频率等移相影响。然而，以前的装置是大型实验室装置。对于未来的传感器应用或电子源的相干特性的测试，需要小型便携式干涉仪。在这里，我们展示了一个紧凑的双棱镜电子干涉仪，可用于移动应用。通过光束路径模拟对小尺寸的设计进行了优化。该干涉仪在放大前针尖与叠加面之间的长度仅为47 mm，可提供对比度高达42.7%的电子干涉图样。在50和150 Hz的两个移相频率的检测证明应用二阶相关和傅立叶分析的干涉数据。
2017-03-28 physics.ins-det quant-ph
The Leggett-Garg inequality in electron interferometers
我们考虑电子马赫-曾德尔干涉仪中Leggett-Garg不等式的破坏。与早期的量子输运方案相比，这种设置有两个明显的优点：首先，所需的关联函数可以在没有时间分辨测量的情况下获得。其次，干涉仪的几何形状允许人们从理想的负测量值构造关联函数，这解决了Leggett-Garg不等式的非侵入性要求。我们讨论了这些想法的两种具体实现：第一种是在量子霍尔边缘通道中，第二种是在双量子点干涉仪中。
2012-10-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Cavity-modified quantum electron transport in multi-terminal devices and interferometers
该研究从理论层面探究腔介导电子跳迁对多端量子霍尔棒等器件输运的影响，分析电导、电流分布等，揭示其对有限尺寸系统量子磁输运及电子量子干涉效应的作用。
2024-12-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electronic Hong-Ou-Mandel interferometer for multi-mode entanglement detection
我们证明了在Hong-Ou-Mandel干涉仪中通过测量零频率电流关联可以检测到介观导体中电子的多模纠缠。通过这种方法，可以进一步建立两电子输入态形成纠缠的下界。我们的结果扩展了Burkard和Loss的工作[Phys. Rev. Lett. 91，087903（2003）]，并提供了一种方法来测试涉及轨道和自旋自由度的纠缠态的存在。
2008-02-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
An Electronic Mach-Zehnder Quantum Eraser
我们提出了一种电子量子擦除器，其中电子被注入到介观导体在量子霍尔制度。该导体是由一个双路干涉仪，这是一个电子模拟的光学马赫-曾德尔干涉仪，和量子点接触检测器电容耦合到干涉仪。虽然在干涉仪的输出电流的干扰示出被抑制的哪一个路径的信息，我们表明，哪一个路径的信息被擦除的干涉仪和检测器的输出引线之间的零频率互相关测量。我们还研究了一种改进的装置，在该装置中，探测器被替换为双光路干涉仪，我们表明，路径可重复性和联合探测的可见性可以以连续的方式进行控制，并满足纠缠电子的互补关系。
2006-07-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Effect of electron-electron interactions on the propagation of ultrashort voltage pulses in a Mach-Zehnder interferometer
Université Grenoble Alpes, CEA, Grenoble INP, IRIG, PHELIQS（格勒诺布尔阿尔卑斯大学、法国原子能和替代能源委员会、格勒诺布尔理工学院、IRIG、PHELIQS）；Université Grenoble Alpes, CNRS Grenoble, Grenoble INP, Institut Néel（格勒诺布尔阿尔卑斯大学、法国国家科学研究中心格勒诺布尔分部、格勒诺布尔理工学院、内尔研究所）
本文研究了电子-电子相互作用对马赫-曾德干涉仪中超短电压脉冲传播的影响，发现相互作用主要导致脉冲速度重整化，且干涉效应对相互作用具有鲁棒性。
2026-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
