Osnabrück 2002 – scientific programme
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A: Atomphysik
A 7: Ion/Molekül/Festkörperstösse
A 7.5: Talk
Tuesday, March 5, 2002, 17:30–17:45, HS 01/E02
Quantenreflexion durch Casimir-van der Waals Potenzialschwänze — •Georg JACOBY, Harald FRIEDRICH und Carlo G. MEISTER — Physik Department, Technische Universität München
Die Reflexion eines Teilchens an einem auschschließlich attraktiven Potenzialschwanz ist ein quantenmechanischer Effekt, Quantenreflexion. Fällt das Potenzial asymptotisch schneller ab als 1/r2, so geht die Reflexionswahrscheinlichkeit | R|2 im Grenzfall kleiner Energien, E=ℏ2k2/(2M)→ 0, stets gegen Eins, d.h. Quantenreflexion ist bei genügend kleinen Stoßenergien immer wichtig.
Das Potenzial zwischen einem polarisierbaren Atom und einer Oberfläche ist bei nicht zu großen Abständen ein van der Waals-Potenzial V(r)∼ −C3/r3. Bei großen Abständen spielen Retardierungseffekte eine Rolle [1], und V(r)∼ −C4/r4. Die Bedeutung des van der Waals-Anteils (∝−1/r3) und des Casimir-Anteils (∝−1/r4) für die Reflexion hängt ab von dem Parameter ρ=√2M/ℏ2C3/√C4. Für große Werte von ρ, die in realistischen Systemen allgegenwärtig sind, dominiert der Casimir-Anteil, was durch eine Proportionalität von log| R| zu −√k sichtbar wird [2]. Dies ist eine auffällige und modellunabhängige Manifestation von Retardierungseffekten in Atom-Oberflächen-Potenzialen.
[1] H.B.G. Casimir, D. Polder, Phys. Rev. 73 (1948) 360.
[2] H. Friedrich, G. Jacoby, C.G. Meister, Phys. Rev. A (2002).