窃窃私语的画廊效应控制着光线的电子束

当您在圣保罗大教堂的其中一间画廊里轻声说话时，声音在圆顶周围的声音是如此之容易，以至于周围任何地方的游客都可以听到。这种惊人的现象被称为“窃窃私语”效应，并且它的变体出现在许多情况下，在这种情况下，波浪几乎可以在建筑物周围完美传播。哥廷根大学的研究人员现在已经利用这种效应通过光来控制电子显微镜的光束。结果发表在《自然》上。

在他们的实验中，Ofer Kfir博士和克劳斯·罗珀斯(Claus Ropers)教授的团队用激光照亮了玻璃小球，以所谓的“光学耳语画廊模式”捕获了光。与声学示例类似，光波几乎在没有阻尼的情况下在这些球体中传播。在他们的电子显微镜下，研究人员随后在球体边缘附近通过了一束电子。通过测量电子速度的分布，他们发现电子和光场交换了大量的能量。

根据第一作者Kfir的说法，相互作用的强度来自两个方面：“首先，耳语的回廊效应使我们能够存储光并利用时间建立更强的波。其次，电子以与电子相同的速度运行。玻璃球上的光波。” 他解释说：“考虑与波速相匹配的冲浪者，以便最佳地利用其能量。” 在研究中，物理学家观察到单个电子已经拾取或释放了数百个光子的能量，这些光子是光场的基本粒子。

除了对这种现象有根本的兴趣外，研究人员认为他们的发现具有相当大的未来意义。“我们研究了光可以为电子显微镜增加功能的方式，”物理学院的Ropers说，该团队的负责人兼马克斯·普朗克生物物理化学研究所所长。“我们现在可以使用光来控制时空中的电子束。增强自由电子和光子的耦合最终可能会导致全新的量子技术用于纳米级传感和显微技术。我们相信，目前的工作是重要的一步在这个方向上。”

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