Отражается ли каким-либо образом фаза фотона, фотоэмитирующего электрон, в фотоэлектронной волновой функции?

Представьте, что у вас есть стабильный оптический импульс несущей-огибающей. Вы используете его для фотоэмиссии электронного волнового пакета. Этот электронный волновой пакет можно рассматривать как суперпозицию плоских волн со сложными амплитудами, находящимися в определенном отношении друг к другу. Входит ли в это соотношение фаза начального лазерного импульса?

Экспериментально говоря, если я заставлю интерферировать два фотоэлектрона, будет ли результат их интерференции (в пространстве или энергии) зависеть от фазы фотонов, которые я использовал для «создания» этих электронов?

Из приведенной ниже статьи кажется, что электронный волновой пакет определяется исключительно огибающей импульса, а не несущей, но было бы очень здорово получить подтверждение:

Аттосекундная развертка позволяет измерять квантовую фазу. В.С. Яковлев, Ж. Ганьон, Н. Карпович, Ф. Краус. физ. Преподобный Летт. 105 , 073001 (2010) , архив: 1006.1827

Скорее всего, два фотоэлектрона не будут интерферировать, потому что это отдельные частицы и фермионы. Для обнаружения связи между фазой фотона и фазой волновой функции фотоэлектрона потребуется другой метод: метод, который, например, сравнивает фазу фотоэлектрона с другим фотоном, запутавшимся с фотоном, породившим фотоэлектрон.
@ S.McGrew Эти фотоэлектроны вполне способны создавать интерференционные картины. Одним из примеров, который мне сразу приходит в голову, является эта статья (где спиральные узоры создаются интерференцией фотоэлектронов, произведенных из одного атома двумя последующими импульсами XUV, которые не обязательно должны совпадать во времени), но это всего лишь один из морей релевантных статьи как в теории, так и в эксперименте.
Я, вероятно, неправильно читаю статью, но у меня сложилось впечатление, что речь идет об интерференции между фотонами в процессе фотоионизации, а не об интерференции между отдельно произведенными фотоэлектронами. Вот ссылка на загружаемую версию документа: [ digitalcommons.unl.edu/cgi/… . Я неправильно понимаю бумагу? Или, возможно, я неправильно понимаю вопрос ОП.
@S.McGrew S.McGrew Вы правильно интерпретируете вопрос Мадана, я думаю, но вы неправильно интерпретируете документ, на который я ссылаюсь. Интерференционная картина представляет собой электронный вихрь. В той мере, в какой вы можете сформулировать альтернативу интерференции двух фотонов XUV, которые затем вызывают фотоионизацию, по сравнению с фотоэлектронами, создаваемыми отдельными импульсами, это ложная дихотомия - линейность КМ заставляет обе интерпретации быть одинаково «реальными». Но во временной области у вас есть один импульс, создающий фотоэлектронный волновой пакет, затем другой импульс, создающий второй, и эти два создают помехи в детекторе.
Но в любом случае дело гораздо шире - интерференция между фотоэлектронами явление стандартное, и если вы не находите это убедительным, то есть еще несколько сотен (если не несколько тысяч) работ, откуда это взялось, в которых тоже показано фотоэлектронная интерференция.
Чтение нескольких статей, найденных при поиске «интерференция между фотоэлектронами», подтвердило то, что вы сказали. Я понимаю, что для интерференции между двумя фотоэлектронами должна существовать неопределенность, например, в отношении того, какой атом или молекула излучает каждый из двух фотоэлектронов. Это было бы по аналогии с двухщелевым интерферометром Юнга. Это верно?
@ S.McGrew Да, это точно.

Ответы (1)

Входит ли в это соотношение фаза начального лазерного импульса?

Абсолютно. Если вы выполняете однофотонное поглощение (что на практике в этом контексте означает возбуждение, управляемое классическим полем, в режиме, который линейен с управляющей амплитудой*), то фаза исходящего фотоэлектронного волнового пакета будет прямо определяется фазой входящего импульса.

Это явно изложено в уравнении. (2) статьи, которую вы цитируете: когда они предусматривают, что волновая функция импульсного пространства фотоэлектрона, вызванная поглощением волнового пакета XUV с частотной амплитудой Е ~ Икс U В ( ю ) дан кем-то

х ~ ( п ) "=" я 2 Е ~ Икс U В ( п 2 2 п 0 2 2 ) Д ( п ) ,
они прямо указывают, что фаза аргумент ( Е ~ Икс U В ( ю ) ) компонента на частоте ю впечатывается в соответствующий х ( п ) , только с абсолютной фазой я и функция отклика Д ( п ) на пути к прямому равенству между ними. (Здесь дипольный момент Д ( п ) может быть или не быть медленно меняющейся функцией, в зависимости от того, где вы находитесь в спектре относительно различных резонансов.)

Мне непонятно, почему вы думаете, что в этой статье предполагается, что фотоэлектронный волновой пакет «определяется исключительно огибающей импульса», потому что это, конечно, не так. Для XUV-импульсов, рассмотренных Яковлевым и др., Спектральная фаза чрезвычайно важна: эти импульсы обычно (читай: с использованием современной технологии, всегда) генерируются с использованием генерации высших гармоник, и этот механизм всегда генерирует XUV-импульсы с собственным чирпом. (известный в литературе как «атто-чириканье»), точная характеристика которого чрезвычайно важна и является постоянной областью теоретических и экспериментальных исследований.

Возможно, вас просто беспокоит тот факт, что они указывают поле как Е Икс U В ( т ) "=" р е [ Е Икс U В ( т ) е я Ом т ] ? Если это так, то не волнуйтесь - фактор е я Ом т является лишь удобством обозначений, а сложная импульсная функция Е Икс U В ( т ) не является чистой огибающей - он также кодирует более сложные детали формы импульса, начиная с его щебета.


*Это важно, конечно, и вы должны находиться в этом режиме, чтобы ваш вопрос имел смысл. С другой стороны, если вы хотите работать в рамках КЭД или квантово-оптического формализма, «фаза фотона» не имеет особого смысла, если вы настаиваете на том, что поле находится в Н "=" 1 -фотонное собственное состояние оператора числа фотонов, которое канонически сопряжено с фотонной фазой. В этом случае имеет значение квантовая фаза состояния поля, но работать с ней гораздо сложнее. Или, другими словами: будьте очень осторожны со словом «фотон», когда делаете подобные вещи.

Большое спасибо Эмилио. Мой главный источник путаницы был в понятии сложной оболочки. Так как во всех формулах использовалась только эта оболочка, а \Омега входила бы только через центральный импульс, у меня сложилось впечатление, что фаза XUV не имеет значения. Могу я просто спросить, правильно ли я понял. Если я сдвину несущую внутри огибающей на pi/2, то ЭВП также приобретет тот же i-й множитель и станет реальным (по сравнению с чисто мнимым, обсуждаемым в статье)? Это верно?
Мне это кажется правильным, да.