Coherence theory of atomic de Broglie waves and electromagnetic near fields

  • We theoretically discuss the interaction of neutral particles (atoms, molecules) with surfaces in the regime where it is mediated by the electromagnetic field. A thorough characterization of the field at sub-wavelength distances is worked out, including energy density spectra and coherence functions. The results are applied to typical situations in integrated atom optics, where ultracold atoms are coupled to a thermal surface, and to single molecule probes in near field optics, where sub-wavelength resolution can be achieved.
  • Die Arbeit untersucht theoretisch die Wechselwirkung neutraler Teilchen (Atome, Moleküle) mit Oberflächen, soweit sie durch das elektromagnetische Feld vermittelt wird. Spektrale Energiedichten und Kohärenzfunktionen werden hergeleitet und liefern eine umfassende Charakterisierung des Felds auf der sub-Wellenlängen-Skala. Die Ergebnisse finden auf zwei Teilgebieten Anwendung: in der integrierten Atomoptik, wo ultrakalte Atome an thermische Oberflächen koppeln, und in der Nahfeldoptik, wo eine Auflösung unterhalb der Beugungsbegrenzung mit einzelnen Molekülen als Sonden und Detektoren erzielt werden kann.

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Metadaten
Author:Carsten Henkel
URN:urn:nbn:de:kobv:517-0001272
Advisor:Pierre Meystre, Dirk-Gunnar Welsch, Martin Wilkens
Document Type:Habilitation
Language:English
Date of Publication (online):2005/02/10
Year of Completion:2004
Publishing Institution:Universität Potsdam
Date of final exam:2004/06/28
Release Date:2005/02/10
Tag:Atomchip; Atomoptik; Kohärenztheorie; Oberfläche; Quanten-Elektrodynamik (QED); Quantenoptik; Spektroskopie
atom chip; atom optics; coherence theory; quantum electrodynamics (QED); quantum optics; spectroscopy; surface
RVK - Regensburg Classification:UH 1080
Organizational units:Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät / Institut für Physik und Astronomie
Dewey Decimal Classification:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 53 Physik / 530 Physik