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Titolo: elettroni spin-polarizzati e lenti magnetiche

Uno dei sogni dei microscopisti elettronici, e' di avere una sorgente
di elettroni coerenti che siano anche spin-polarized. Si stanno
pensando e sviluppando idee in questa direzione partendo dai materiali
"half-metal", e altre prospettive.
Io, in maniera molto naif, mi chiedo: assumendo pure che si abbia una
sorgente spin-polarized, quindi che emetta elettroni tutti nello
stesso stato di spin, quando gli elettroni passano in una delle n
lenti magnetiche del microscopio, con un campo che puo' arrivare a 3 T
quando sono pienamente eccitate, non perdono l'orientamento di spin?
Problema: un elettrone in uno stato di spin up passa in una regione
dove e' presente un campo magnetico uniforme orientato
perpendicolarmente alla direzione "up". Quali sono le condizioni
(estensione della regione, intensita' del campo, energia
dell'elettrone, ecc.) per le quali si puo' assumere che lo stato
rimanga "up"?
Oppure, rovesciando la domanda, come si potrebbe costruire una lente
(schematizzata di nuovo come una regione con campo uniforme) tale per
cui un elettrone esca polarizzato lungo la direzione del campo?
Bye
Hyper

 perpendicolarmente alla direzione "up".
Se è uniforme lo stato di spin non dovrebbe variare. Lo stato di spin
varia (in quel caso) se il campo non è uniforme.

 varia (in quel caso) se il campo non è uniforme.
E Stern-Gerlach come funziona allora?
O, comunque, metti pure che ci sia un gradiente di campo all'entrata e
all'uscita della regione con il campo, o che il campo abbia la
classica forma a campana tipica delle lenti.
Bye
Hyper

 varia (in quel caso) se il campo non è uniforme.
Ma che dici mai?
In quelle condizioni lo spin precede attorno al campo, per cui dopo un
certo tempo (che lascio a te calcolare) sara' diventato "down", ecc.
Solo se lo spin e' orientato parallelamente al compo (o antipar.) lo
stato di spin non varia nel tempo.
 
-- 
Elio Fabri

 classica forma a campana tipica delle lenti.
Sinceramente non ho idea di come sia fatta una lente magnetica e se/
quanto il campo possa essere considerato sufficientemente uniforme, ma
nel caso che non potesse esserlo in direzione ortogonale alla
polarizzazione del fascio di elettroni, presumo che lo stato di spin
non possa essere mantenuto, come dici te.

 quanto il campo possa essere considerato sufficientemente uniforme,
Non mi sembra importante, comunque immaginati pure un campo di un
solenoide di lunghezza finita, con campo di entrata e uscita
normalissimi.
Bye
Hyper

 stato di spin non varia nel tempo.
OK, infatti immaginavo che se la sorgente produce spin "up", e tutte
le lenti magnetiche sono orientate in modo da produrre un campo "up",
allora potremmo essere a posto, fermo restando una stima di
rassicurazione sul tempo intrinseco di stabilita' dello stato di
partenza (qualcosa tipo l'equivalente dell'allargamento del pacchetto
d'onda adattato allo stato di spin...spin-flip intrinseco? decoerenza
di spin?).
Le analisi con spin polarizzati pero' richiedono in generale di
lavorare prima con spin-up, poi con spin-down (dove up e down sono
definite rispetto al materiale magnetico che si vorrebbe studiare), e
poi guardare la differenza. Quindi, serve anche capire cosa succede se
tutte le lenti (o solo una) sono orientate in maniera opposta.
Idealmente non succede niente, ma in pratica? la configurazione campo-
down spin-up e' classicamente instabile. Quindi anche in questo caso
uno si aspetta una perdita di polarizzazione dopo un certo tempo. Si
puo' stimare?
Bye
Hyper

 Proprio con un campo non uniforme
Fammi spiegare meglio. La non-uniformita' del campo provvede alla
separazione degli elettroni up e down, quindi alla creazione dei due
fasci che vengono rivelati sullo schermo. Ma l'effetto di
polarizzazione, o il collasso della funzione d'onda dallo stato
iniziale allo stato up o down, mi pare avvenga (o possa avvenire)
nella parte uniforme.
Bye
Hyper


Hai perfettamente ragione.

 puo' stimare?
Vedi sopra.
Se proprio insisti, cerchero' di fare la stima...
 
-- 
Elio Fabri

 Se proprio insisti, cerchero' di fare la stima...
Non insisto. Pero' non mi e' chiaro cosa succede allo spin degli elettroni 
che classicamente viaggiano a una certa distanza dall'asse ottico, e che 
quindi sentono campi orientati diversamente dall'up o down.
Cerchero' di vedere se riesco a capir qualcosa dell'elettro-ottica in 
formalismo Dirac, che dovrebbe dare una risposta credo.
Bye
Hyper