ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Исследование эффекта Соколова из "Динамика и информация " Для проверки теории и измерения величины и направления эффективного поля Е, были проведены специальные эксперименты [88]. Поскольку поле Е, не является макроскопическим электрическим полем, а измеряется только возбужденными атомами водорода, то для определения его величины и направления была использована техника сравнения с обычным полем Е. Конструкция соответствующего экспериментального устройства изображена на рис. 22. [c.263] Энергия атомов пучка составляла 22 кэВ. [c.263] Два варианта геометрии устройства II с одной щелью без электрического поля (а) и с двумя щелями с продольным полем (б). [c.264] Все пластины 1-7, г. также другие элементы системы интерферометрии, были позолочены (с толщиной золотого покрытия 2-3 мкм). [c.264] Так как поле Е, существует практически при любой геометрии, то суммарное поле Е, действующее на атом внутри щели в промежутке 5-6, равно сумме полей Ег и Е,. Соответственно, возможны три комбинации полей (1) Е = Е, + Ег, (2) Е = Е, - Ег, (3) Е=Е,. В случае (3) пластины 5, 6 были замкнуты между собой и заземлены. [c.264] Под действием продольного поля Е происходит дополнительное когерентное подмещивание 2Р- и 28-состояний атомов. Соответственно, при изменении расстояния Ь интенсивность излучения 1гр Ь) осциллирует с пространственным периодом Л/, = уо/у см. Здесь ьо есть скорость атомов, V — частота лэмбовского сдвига между уровнями 281/2 ( = О, Рх = 0), 2Р1/г Г = 1, Рх = 0). Очевидно, что зависимость грЩ представляет собой типичную интерференционную картину. [c.264] Здесь АиВ — некоторые константы, V = Ед — разность потенциалов между пластинами 5, 6, у = 6,2646 х 10 с — константа распада 2Р-атомов, Уо = 2 X 10 см с , V = 909,89 МГц, и 1 = 2пу = 5,717 х 10 с . [c.265] В выражении (279) первое слагаемое описывает свободно распадающиеся 2Р-атомы исходного пучка после прохождения системы I. Второе слагаемое возникает из-за подмешивания 2Р-состояний, создаваемых электрическим полем Е. [c.265] Во втором эксперименте пара пластин 5, 6 была заменена на одну-единственную щель 7 рис. 23а. При этом значение Ь = О совпадает с плоскостью щели 7. Интерференционная картина в этом случае создается только полем Она представлена на рис. 25. Экспериментальные точки достаточно хорошо аппроксимируются вторым слагаемым в выражении (279) при следующих параметрах ВУ, = 3,3 К, = 0,22 В г1о = 2 X 10 см с у/г о = 3,07 см (0/,/г о = 28,5 см . [c.266] Картина интерференции в эксперименте с конфигурацией 23а, когда имеется только поле Демона Е.. [c.266] В третьем эксперименте определялась зависимость величины эффекта от расстояния /о пучка от поверхности металла. При этом использовалась только одна пластина с геометрией, аналогичной геометрии пластин 5, 6, в эксперименте рис. 236. Профиль пластины был опять прямоугольным, а расстояние /о между пучком и торцом пластины могло плавно изменяться. Экспериментальные точки для амплитуды 2Р-СОСТОЯНИЙ в функции /о представлены на рис. 26. Как видно, эффект надежно наблюдается вплоть до значения /о = 0,06 см. [c.266] Для сравнения теории и эксперимента воспользуемся соотношениями (273), (276). [c.266] Зависимость относительной амплитуды ар состояний от расстояния /о между пучком и горизонтальной плоскостью металлического образца прямоугольной формы сплошная линия — теоретический расчет при экспериментальном значении толщины пластины О = 0,07 см штриховая линия — расчет при О = 0 х — экспериментальные точки. [c.267] О — ширина горизонтальной поверхности пластины вдоль направления движения атомов пучка, Ао — константа порядка одной десятой. [c.268] что I = Е/уо, мы можем проинтегрировать это уравнение для указанных на рис. 23 геометрических размеров пластин. В геометрии рис. 236 щель между пластинами 5, 6 является очень узкой, а в эксперименте рис. 23а очень острыми являются лезвия щелевой диафрагмы. Поэтому и в том, и в другом случае можно положить Е = - Уё х — Xs)l Et = — У,д х - х ), где — средняя точка между пластинами на рис. 236 или положение лезвий в эксперименте рис. 23а, а величина К, = 2пФ,. Решение уравнения (283) принимает при этом форму (279). Сравнивая результаты экспериментов рис. 236 и рис. 23а, находим эмпирическое значение для К, а именно, V, = 0,2 В. Отсюда следует Ф, = У,/2п = Ю СС8Е. Соответственно, полагая приближенно Но = 2 X 10 см с , Г/ер = 10 , находим экспериментальное значение константы Ао Ао = 0,1. Оно находится в удовлетворительном согласии с теоретической оценкой. [c.268] Третий эксперимент определил зависимость амплитуды ар от расстояния 0 от пучка до металлического образца. [c.268] В эксперименте минимальное расстояние Во точки наблюдения от правой вертикальной границы образца было выбрано достаточно большим, Во = 0,3 см, чтобы быть уверенным в полном завершении процесса взаимодействия атома с пластиной металла. В этих условиях амплитуда ар зависит только от /о и В, но не от Во. На рисунке 26 приведены результаты численного расчета величины ар, нормализованной на значение ар (/о = 0) при экспериментальном значении В = 0,07 см. Как видно из рисунка, теоретическая кривая достаточно хорошо согласуется с экспериментальными точками, которые были получены в одних и тех же экспериментальных условиях при ступенчатом отодвигании пластины от пучка. [c.269] Анализ численных расчетов показывает, что зависимость от параметров В, Во является не очень сильной, так что главная зависимость эффекта от геометрии определяется лэмбовской длиной волны Л/, = уо/у. В частности, штриховая линия на рис. 26, относящаяся к случаю В = 0, имеет простую форму ехр(-2л /о/Л ) и ухватывает основную зависимость ар от /о. Величина является очень большой в атомных масштабах, так что эффект Соколова относится к явлениям мезоскопики. [c.269] Как мы видим, эксперимент показывает, что величина Ф, положительна, как это следует из простой модели электронного газа. Главным для знака эффекта является знак дисперсии электронов и дырок вблизи поверхности Ферми. Теоретические расчеты этой дисперсии для золота [89] дают величину того же знака, что и в случае газовой модели. [c.270] сравнение эксперимента с теоретическими представлениями дает их удовлетворительное согласие. Тем самым подтверждается модель корреляционной связи возбужденного атома с электронами проводимости в виде гигантского количества ЭПР-пар с одним единственным первым партнером. [c.270] Вернуться к основной статье